8种PCB表面处理工艺介绍

Nov. 26, 2021   |   1690 views

随着人类对生活环境要求的不断提高,PCB生产中涉及的环境问题尤为突出。铅和溴是最热门的话题。无铅和无卤将在很多方面影响PCB的发展。

虽然目前PCB表面处理工艺的变化不大,似乎还是一件遥远的事情,但应该注意的是,长期缓慢的变化会导致巨大的变化。随着环保呼声的日益高涨,未来PCB的表面处理工艺必将发生巨大变化。

表面处理的基本目的是确保良好的可焊性或电气性能。由于铜在自然界中往往以氧化物的形式存在于空气中,因此不太可能长时间保持原始铜,因此需要其他处理。虽然强焊剂可用于在后续组装中去除大部分氧化铜,但强焊剂本身不易去除,因此在工业中通常不使用。
PCB表面处理工艺有很多,包括热风整平、有机涂层、化学镀镍/浸金、浸银和浸锡,下面将逐一介绍。

1.热风调平(喷锡)

热风整平,也称为热风焊料整平(通常称为锡喷涂),是一种在PCB表面涂覆熔融锡(铅)焊料并用加热的压缩空气整平(吹扫)以形成涂层的过程,该涂层不仅能抵抗铜的氧化,还能提供良好的可焊性。热风整平焊料和铜在接头处形成铜锡金属间化合物。在热空气整平过程中,PCB应沉入熔融焊料中;气刀在焊料凝固之前吹出液态焊料;风刀可以最大限度地减少铜表面焊料的弯月面,防止焊料桥接。

2.有机可焊性保护器(OSP)

OSP是一种对印刷电路板(PCB)铜箔进行表面处理的工艺,符合RoHS指令的要求。OSP是有机可焊性保护剂的缩写,在中文中翻译为有机焊料膜,也称为铜保护剂,在英文中也称为preflux。简而言之,OSP是通过化学方法在干净的裸铜表面上生长有机薄膜。
该膜具有抗氧化性、抗热震性和防潮性,可保护铜表面在正常环境下免受进一步生锈(氧化或硫化等);然而,在随后的高温焊接中,保护膜必须被焊剂轻松快速地去除,以便暴露的干净铜表面可以在很短的时间内立即与熔融焊料结合形成固体焊点。

3.全镀层镍金

镀镍镀金是先在PCB的表面导体上涂一层镍,然后再涂一层金。镀镍主要是为了防止金和铜之间的扩散。镍镀金有两种类型,软镀金(纯金,金表面看起来不亮)和硬镀金(表面光滑坚硬,耐磨,含有钴和其他元素,金表面看上去很亮)。软金主要用于芯片封装过程中制作金线;硬金属主要用于非焊接处的电气互连。

4.浸金

浸金是在铜表面包裹一层厚的电性能良好的镍金合金,可以长时间保护PCB;此外,它还具有其他表面处理工艺所没有的对环境的耐受性。此外,金沉积还可以防止铜的溶解,这将有利于无铅组装。

5.浸锡

由于所有焊料都是基于锡的,因此锡层可以匹配任何类型的焊料。锡沉积过程可以形成平坦的铜锡金属间化合物,这使得锡沉积具有与热空气整平相同的良好可焊性,而不会出现热空气整平的麻烦;锡沉板不得存放太久。它们必须按照锡沉的顺序组装。

6.浸银

浸银工艺介于有机镀层和化学镀镍/金沉积之间,工艺相对简单快捷;即使暴露在高温、潮湿和污染中,银仍然可以保持良好的可焊性,但会失去光泽。银沉淀没有化学镀镍/金沉淀的良好物理强度,因为银层下没有镍。

7.化学镍钯

与金沉淀相比,化学镍钯在镍和金之间有一层额外的钯。钯可以防止置换反应引起的腐蚀,为金沉淀做好充分准备。金被钯紧紧覆盖,以提供良好的接触表面。

8.镀硬金

为了提高产品的耐磨性,增加堵塞次数,镀硬金。
随着用户要求越来越高,环保要求越来越严格,表面处理工艺越来越多,选择具有发展前景和更强通用性的表面处理工艺似乎有点令人困惑。目前无法准确预测PCB表面处理工艺的未来发展方向。无论如何,必须首先满足用户要求和保护环境。
 

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