常见PCB表面处理工艺介绍 点击:3 | 回复:0



苏州卓茂光电

    
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发表于:2020-11-27 09:13:47
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每种表面处理都有它身的特点,表面处理工艺的选择主要取决于最终组装元器件的类型和产品的使用场合,下面对以上五种常见表面处理工艺进行对比;

热风整平。又名热风焊料整平,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。保护铜面的焊料厚度大约有1-2mi。PCB进行热风整平时要浸在熔融的焊料中;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。热风整平分为垂直式和水平式两种,一般认为水平式较好,主要是水平式热风整平镀层比较均匀,可实现自动化生产。热风整平工艺的一般流程为:微蚀→预热→涂覆助焊剂→喷锡→清洗。

常见PCB表面处理工艺介绍


有机涂覆工艺不同于其他表面处理工艺,它是在铜和空气间充当阻隔层;有机涂覆工艺简单、成本低廉,这使得它能够在业界广泛使用。在后续的焊接过程中,如果铜面上只有一层的有机涂覆层是不行的,必须有很多层。这就是为什么化学槽中通常需要添加铜液。

在涂覆第一层之后,涂覆层吸附铜;接着第二层的有机涂覆分子与铜结合,直至二十甚至上百次的有机涂覆分子集结在铜面,这样可以保证进行多次回流焊。试验表明:最新的有机涂覆工艺能够在多次无铅焊接过程中保持良好的性能。

化学镀镍/浸金工艺不像有机涂覆那样简单,化学镀镍/浸金好像给PCB穿上厚厚的盔甲;另外化学镀镍/浸金工艺也不像有机涂覆作为防锈阻隔层,它能够在PCB长期使用过程中有用并实现良好的电性能。因此,化学镀镍/浸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。镀镍的原因是由于金和铜间会相互扩散,而镍层能够阻止金和铜间的扩散;如果没有镍层,金将会在数小时内扩散到铜中去。化学镀镍/浸金的另一个好处是镍的强度,仅仅5微米厚度的镍就可以限制高温下Z方向的膨胀。此外化学镀镍/浸金也可以阻止铜的溶解,这将有益于无铅组装。

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化银。浸银工艺介于有机涂覆和化学镀镍/浸金之间,工艺比较简单、快速;不像化学镀镍/浸金那样复杂,也不是给PCB穿上一层厚厚的盔甲,但是它仍然能够提供好的电性能。银是金的小兄弟,即使暴露在热、湿和污染的环境中,银仍然能够保持良好的可焊性,但会失去光泽。浸银不具备化学镀镍/浸金所具有的好的物理强度因为银层下面没有镍。另外浸银有好的储存性,浸银后放几年组装也不会有大的问题。

化锡。由于目前所有的焊料都是以锡为基础的,所以锡层能与任何类型的焊料相匹配。从这一点来看,浸锡工艺极具有发展前景。但是以前的PCB经浸锡工艺后出现锡须,在焊接过程中锡须和锡迁徙会带来可靠性问题,因此浸锡工艺的采用受到限制。后来在浸锡溶液中加入了有机添加剂,可使得锡层结构呈颗粒状结构,克服了以前的问题,而且还具有好的热稳定性和可焊性。浸锡工艺可以形成平坦的铜锡金属间化合物,这个特性使得浸锡具有和热风整平一样好的可焊性而没有热风整平令人头痛的平坦性问题;浸锡也没有化学镀镍/浸金金属间的扩散问题——铜锡金属间化合物能够稳固的结合在一起。浸锡板不可存储太久,组装时必须根据浸锡的先后顺序进行。



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