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8种PCB表面处理技术,一文带你了解清楚!

发表时间:2022-03-07      点击次数:1030

随着科技的不断进步对内在的PCB线路板的质量控制也越来越严格,进而对PCB表面处理技术发展和升级也越来越紧迫。本文介绍了目前市场上常见的PCB的表面处理技术。

 


什么是表面处理

PCB表面处理技术是指在PCB元器件和电气连接点上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。其目的是保证PCB良好的可焊性和电气性能。由于铜在空气中倾向于以氧化物的形式存在,严重影响PCB的可焊性和电气性能,因此需要对PCB进行表面处理。

常见的表面处理方式

 

有机防氧化(OSP

OSP是印刷电路板(PCB)铜箔表面处理的符合RoHS指令要求的一种工艺。OSPOrganic Solderability Preservatives的简称, 中译为有机保焊膜,又称护铜剂,英文亦称之Preflux。简单地说,OSP就是在洁净的裸铜表面上,以化学的方法长出一层有机皮膜。

 

这层膜具有防氧化,耐热冲击,耐湿性,用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈 (氧化或硫化等);但在后续的焊接高温中,此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除,如此方可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合 成为牢固的焊点。

 

热风整平

热风整平又名热风焊料整平(俗称喷锡),它是在PCB表面涂覆熔融锡(铅)焊料并用加热压缩空气整(吹)平的工艺,使其形成一层既抗铜氧化,又可提供良好的可焊性的涂覆层。热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属间化合物。PCB进行热风整平时要沉在熔融的焊料中;风刀在焊料凝固之前吹平液态的焊料;风刀能够将铜面上焊料的弯月状最小化和阻止焊料桥接。

 

沉金

沉金是在铜面上包裹一层厚厚的、电性良好的镍金合金,这可以长期保护PCB;另外它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。此外沉金也可以阻止铜的溶解,这将有益于无铅组装。

其优点是不易氧化,可长时间存放,表面平整,适合用于焊接细间隙引脚以及焊点较小的元器件。有按键PCB板的选(如手机板)。可以重复多次过回流焊也不太会降低其可焊性。可以用来作为COBChip On Board)打线的基材。

其缺点是成本较高,焊接强度较差,因为使用无电镀镍制程,容易有黑盘的问题产生。镍层会随着时间氧化,不具备长期可靠性。

 

沉银

介于OSP和化学镀镍/浸金之间,工艺较简单、快速。暴露在热、湿和污染的环境中,仍能提供很好的电性能和保持良好的可焊性,但会失去光泽。因为银层下面没有镍,所以沉银不具备化学镀镍/浸金所有的好的物理强度。

 

沉锡

PCB沉锡工艺是为有利于SMT与芯片封装而特别设计的在铜面上以化学方式沉积锡金属镀层,是取代Pb-Sn合金镀层制程的一种绿色环保新工艺,已广泛使用于电子产品(如线路板、电子器件)与五金件、装饰品等表面处理。

 

镍金

1)化学沉镍金

在铜面上包裹一层厚厚的,电性能良好的镍金合金并可以长期保护PCB。不像OSP那样仅作为防锈阻隔层,其能够在PCB长期使用过程中可以实现良好的电性能。另外它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性;

2)电镀镍金

PCB表面导体先电镀上一层镍之后再电镀上一层金,镀镍主要是防止金和铜之间的扩散。现在的电镀镍金有两类:镀软金和镀硬金。软金主要用于芯片封装时打金线;硬金主要用在非焊接处的电性互连。

 

喷锡

1)有铅喷锡

所谓有铅喷锡是指把锡按一定的比例,调制而成,铅会提高锡线在焊接过程中的活性,有铅锡线相对比无铅锡线好用,不过铅有毒,有铅中的铅对人体有害;有铅共晶温度比无铅要低。具体多少要看无铅合金的成份啊,像SNAGCU的共晶是217度,焊接温度是共晶温度加上30~50度。要看实际调整。有铅共晶是183度。机械强度、光亮度等有铅要比无铅好。所以说有铅锡是不环保的,与世界提倡的环保有一定的出入。因此,就诞生了无铅喷锡。

2)无铅喷锡

无铅锡是一种环保的工艺,它对人体危害非常小,也是现阶段提倡的一种工艺,无铅锡中对于铅的含量不超过0.5,无铅锡会熔点高,这样就焊接点牢固很多。实质上有铅喷锡和无铅喷锡是一种工艺。只是铅的纯度不一样而已。而无铅锡对于人体对于环境更环保更安全,也是未来的一种发展趋势,建议大家使用。

 

PCB混合表面处理技术

选择两种或者两种以上的表面处理方式进行表面处理,常见的形式有:沉镍金+防氧化、电镀镍金+沉镍金、电镀镍金+热风整平、沉镍金+热风整平、无铅喷锡+金手指。

 

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