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常用的PCB表面處理工藝及其優缺點
發布者:德亨光電 發布時間:2019-8-19 8:38:01 閱讀:

未满十八禁止看床片视频我們在畫好PCB後,將其發送給PCB板廠打樣或者是批量生產,我們在給板廠下單時,會附上壹份PCB加工工藝說文檔,其中有壹項就是要註選用哪種PCB表面處理工藝,而且不同的PCB表面處理工藝,其會對最終的PCB加工報價產生比較大的影響,不同的PCB表面處理工藝會有不同的收費,下邊咱們科普壹些關於PCB表面處理工藝的術語。

首先說下為什麽要對PCB表面進行特殊的處理

因為銅在空氣中很容易氧化,銅的氧化層對焊有很大的影響,很容易形成假焊、虛焊,嚴重時會造成焊盤與元器件無法焊,正因如此,PCB在生產造時,會有壹道工序,在焊盤表面塗(鍍)覆上壹層物質,保護焊盤不被氧化。

目前國內板廠的PCB便面處理工藝有:噴錫(HASL,hotairsolderleveling熱風整平)、沈錫、沈銀、OSP(防氧化)、化學沈金(ENIG)、電鍍金等等,當然,特殊應用場合還會有壹些特殊的PCB表面處理工藝。

對比不同的PCB表面處理工藝,他們的成本不同,當然所用的場合也不同,只選對的不選貴的,目前還沒有最完美的PCB表面處理工藝能夠適合所有應用場景(這裏講的是性價比,即以最低的價格就能滿足所有的PCB應用場景),所以才會有這麽多的工藝來讓我們選擇,當然每壹種工藝都各有千秋,存在的既是合理的,關鍵是我們要認識他們用好他們。

下邊來對比壹下不同的PCB表面處理工藝的優缺點和適用場景。

裸銅板

優點:成本低、表面平整,焊性良好(在沒有被氧化的情況下)。

缺點:容易受到酸及濕度影響,不能久放,拆封後需在2小時內用完,因為銅暴露在空氣中容易氧化;無法使用於雙面板,因為經過第壹次回流焊後第二面就已經氧化了。如果有測試點,必須加印錫膏以防止氧化,否則後續將無法與探針觸良好。

噴錫板(HASL,Hot Air Solder Levelling,熱風整平)

優點:價格較低,焊性能佳。

缺點:不適合用來焊細間隙的引腳以及過小的元器件,因為噴錫板的表面平整度較差。在PCB加工中容易產生錫珠(solderbead),對細間隙引腳(finepitch)元器件較易造成短路。使用於雙面SMT工藝時,因為第二面已經過了壹次高溫回流焊,極容易發生噴錫重新熔融而產生錫珠或類似水珠受重力影響成滴落的球狀錫點,造成表面更不平整進而影響焊問題。

噴錫工藝曾經在PCB表面處理工藝中處於主導地位。二十世紀八十年代,超過四分之三的PCB使用噴錫工藝,但過去十年以來業界壹直都在減少噴錫工藝的使用。噴錫工藝程比較臟、難聞、危險,因而從未是令人喜愛的工藝,但噴錫工藝對於尺寸較大的元件和間距較大的導線而言,卻是極好的工藝。在密度較高的PCB中,噴錫工藝的平坦性將影響後續的組裝;故HDI板壹般不采用噴錫工藝。隨著技術的進步,業界現在已經出現了適於組裝間距更小的QFP和BGA的噴錫工藝,但實際應用較少。目前壹些工廠采用OSP工藝和浸金工藝來代替噴錫工藝;技術上的發展也使得壹些工廠采用沈錫、沈銀工藝。加上近年來無鉛化的趨勢,噴錫工藝使用受到進壹步的限。雖然目前已經出現所謂的無鉛噴錫,但這可將涉及到設備的兼容性問題。

OSP(Organic Soldering Preservative,防氧化)

優點:具有裸銅板焊的所有優點,過期(三個月)的板子也可以重新做表面處理,但通常以壹次為限。

缺點:容易受到酸及濕度影響。使用於二次回流焊時,需在壹定時間內完成,通常第二次回流焊的效果會比較差。存放時間如果超過三個月就必須重新表面處理。打開包裝後需在24小時內用完。OSP為絕緣層,所以測試點必須加印錫膏以去除原來的OSP層才能觸針點作電性測試。

OSP工藝可以用在低技術含量的PCB,也可以用在高技術含量的PCB上,如單面電視機用PCB、高密度芯片封裝用板。對於BGA方面,OSP應用也較多。PCB如果沒有表面連功能性要求或者儲存期的限定,OSP工藝將是最理想的表面處理工藝。但OSP不適合用在少量多樣的產品上面,也不適合用在需求預估不準的產品上,如果公司內電路板的庫存經常超過六個月,真的不建議使用OSP表面處理的板子。

沈金(ENIG,Electroless Nickel Immersion Gold)

優點:不易氧化,可長時間存放,表面平整,適合用於焊細間隙引腳以及焊點較小的元器件。有按鍵PCB板的首選。可以重多次過回流焊也不太會降低其可焊性。可以用來作為COB(ChipOnBoard)打線的基材。

缺點:成本較高,焊強度較差,因為使用無電鍍鎳程,容易有黑盤的問題產生。鎳層會隨著時間氧化,長期的可靠性是個問題。

沈金工藝與OSP工藝不同,它主要用在表面有連功能性要求和較長的儲存期的板子上,如按鍵觸點區、路由器殼體的邊緣連區和芯片處理器彈性連的電性觸區。由於噴錫工藝的平坦性問題和OSP工藝助焊劑的清除問題,二十世紀九十年代沈金使用很廣;後來由於黑盤、脆的鎳磷合金的出現,沈金工藝的應用有所減少,不過目前幾乎每個高技術的PCB廠都有沈金線。考慮到除去銅錫金屬間化合物時焊點會變脆,相對脆的鎳錫金屬間化合物處將出現很多的問題。因此,便攜式電子產品(如手機)幾乎都采用OSP、沈銀或沈錫形成的銅錫金屬間化合物焊點,而采用沈金形成按鍵區、觸區和EMI的屏蔽區,即所謂的選擇性沈金工藝。

沈銀(ENIG,Electroless Nickel Immersion Gold)沈銀比沈金便宜,如果PCB有連功能性要求和需要降低成本,沈銀是壹個好的選擇;加上沈銀良好的平坦度和觸性,那就更應該選擇沈銀工藝。在通信產品、汽車、電腦外設方面沈銀應用得很多,在高速信號設計方面沈銀也有所應用。由於沈銀具有其它表面處理所無法匹敵的良好電性能,它也可用在高頻信號中。EMS推薦使用沈銀工藝是因為它易於組裝和具有較好的可檢查性。但是由於沈銀存在諸如失去光澤、焊點空洞等缺陷使得其增長緩慢(但沒有下降)LED側光源 LED註塑模組 LED燈條 LED防水灌膠模組 紅巖駕駛室 三壹駕駛室 三壹重工配件

沈錫(ENIG,Electroless Nickel Immersion Gold)

沈錫被引入表面處理工藝是近十年的事情,該工藝的出現是生產自動化的要求的結果。沈錫在焊處沒有帶入任何新元素,特別適用於通信用背板。在板子的儲存期之外錫將失去可焊性,因而沈錫需要較好的儲存條件。另外沈錫工藝中由於含有致癌物質而被限使用。

老wu經常發現小夥伴們會對沈金和鍍金工藝傻傻搞不清楚,下邊來對比下沈金工藝和鍍金工藝的區別和適用場景

沈金與鍍金形成的晶體結構不壹樣,沈金板較鍍金板更容易焊,不會造成焊不良;

沈金板只有焊盤上有鎳金,趨膚效應中信號的傳輸是在銅層不會對信號有影響;

沈金較鍍金晶體結構更致密,不易氧化;

沈金板只有焊盤上有鎳金,不會產生金絲造成微短;

沈金板只有焊盤上有鎳金,線路上阻焊與銅層結合更牢固;

沈金顯金黃色,較鍍金更黃也更好看;

 沈金比鍍金軟,所以在耐磨性上不如鍍金,對於金手指板則鍍金效果會更好 資料由 www.dhled.netwww.rxled.org提供 

 


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