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PCB表面鍍層的選擇


 

 

        PCB表面鍍層的選擇?東莞解決密腳IC空焊錫膏生產廠家 ,東莞市銘上電子科技有限公司10余年專業從事SMT焊料,手機板錫膏,數碼產品焊接錫膏,高難度焊接錫膏,密腳IC焊接錫膏,QFN、異型元件,端子,連接器,卡槽焊接錫膏,錫絲。特種焊接錫膏,有鉛,無鉛,無鹵,低溫系列,專門解決氧化板焊接,鍍金板裸銅板焊接、鍍鎳板焊接的超強焊接錫膏、錫絲。專門從事軍工類產品的焊料生產、銷售,醫療類血壓計,醫療設備類產品的焊料銷售。LED焊接錫膏,燈板焊接,燈珠焊接錫膏等,專用鋁基板焊接,熱管技術領先行業,金牌品質行業領先,全國出貨,專業服務客戶。
          PCB可焊性表面處理按照用途分為3類:焊接用:銅的表面必須有涂覆層(鍍層)保護,否則很容易氧化;接插用:比如金手指,電鍍Ni-Au或化學鍍Ni-Au;綁定(Wire Bonding)工藝線焊用:化學鍍Ni-Au用于SMT焊接的PCB表面涂覆技術的選擇主要取決于最終組裝元器件的類型;表面處理工藝將影響PCB的生產、組裝和最終使用。
          PCB可焊性表面鍍層的選擇依據選擇PCB可焊性表面鍍層時,要考慮所選擇的焊接合金成分、產品的用途
a.焊料合金成分 PCB焊盤涂鍍層與焊料合金的相容性是選擇PCB可焊性表面涂(鍍)層的首要因素。這點直接影響焊點在焊盤二側的可焊性和連接可靠性。例如,Sn-pb合金應選擇Sn-Pb熱風整平,無鉛合金應選擇非鉛金屬或無鉛焊料合金熱風整平。
b.可靠性要求 高可靠性要求的產品首先應選擇與焊料合金相同的熱風整平,這是相容性最好的選擇。另外,也可以考慮采用高質量的Ni-Au(ENIG),因為Sn與Ni的界面合金Ni3Sn4的連接強度最穩定。如果采用ENIG,必須控制Ni層〉3μm(5~7μm),Au層≤lμm(0.05~0.15μm),并對PCB加工廠提出可焊性要求。 
c.制造工藝 選擇PCB可焊性表面涂(鍍)層時還要考慮PCB焊盤涂鍍層與制造工藝的相容性。熱風整平(HASL)可焊性好,可用于雙面再流焊,能經受多次焊接。但由于焊盤表面不夠平整,因此不適合窄間距。OSP和浸錫(I-Sn)較適合單面組裝、一次焊接工藝。 
d.產品的用途和成本 浸銀工藝(I-Ag)比Ni-Au(ENIG)的加工成本低,可替代ENIG,用于消費類電子產品的接觸一開關焊盤。考慮成本,還可以盡量采用OSP和浸錫(I-Sn)表畫處理方式。選擇PCB可焊性表面涂(鍍)層時還要綜合考慮。如果使用的是OSP,在2次焊接以上的混裝工藝中,再流焊和波峰焊時使用氮氣或者腐蝕性很小的助焊劑,可以根據產品靈活掌握,如果使用ENIG就不需要使用氮氣。在選擇表面鍍覆層時,要考慮氮氣的使用、助焊劑的類型和對成本的影響。
        熱風整平曾經在PCB表面處理工藝中處于主導地位。二十世紀八十年代,超過四分之三的PCB使用熱風整平工藝,但過去十年以來業界一直都在減少熱風整平工藝的使用,估計目前約有25%-40%的PCB使用熱風整平工藝。熱風整平制程比較臟、難聞、危險,因而從未是令人喜愛的工藝,但熱風整平對于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,熱風整平的平坦性將影響后續的組裝;故HDI板一般不采用熱風整平工藝。隨著技術的進步,業界現在已經出現了適于組裝間距更小的QFP和BGA的熱風整平工藝,但實際應用較少。目前一些工廠采用有機涂覆和化學鍍鎳/浸金工藝來代替熱風整平工藝;技術上的發展也使得一些工廠采用浸錫、浸銀工藝。加上近年來無鉛化的趨勢,熱風整平使用受到進一步的限制。雖然目前已經出現所謂的無鉛熱風整平,但這可將涉及到設備的兼容性問題。
         估計目前約有25%-30%的PCB使用有機涂覆工藝,該比例一直在上升(很可能有機涂覆現在已超過熱風整平居于第一位)。有機涂覆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。對于BGA方面,有機涂覆應用也較多。PCB如果沒有表面連接功能性要求或者儲存期的限定,有機涂覆將是最理想的表面處理工藝。
         化學鍍鎳/浸金工藝與有機涂覆不同,它主要用在表面有連接功能性要求和較長的儲存期的板子上,如手機按鍵區、路由器殼體的邊緣連接區和芯片處理器彈性連接的電性接觸區。由于熱風整平的平坦性問題和有機涂覆助焊劑的清除問題,二十世紀九十年代化學鍍鎳/浸金使用很廣;后來由于黑盤、脆的鎳磷合金的出現,化學鍍鎳/浸金工藝的應用有所減少,不過目前幾乎每個高技術的PCB廠都有化學鍍鎳/浸金線。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)幾乎都采用有機涂覆、浸銀或浸錫形成的銅錫金屬間化合物焊點,而采用化學鍍鎳/浸金形成按鍵區、接觸區和EMI的屏蔽區。估計目前大約有10%-20%的PCB使用化學鍍鎳/浸金工藝。
         浸銀比化學鍍鎳/浸金便宜,如果PCB有連接功能性要求和需要降低成本,浸銀是一個好的選擇;加上浸銀良好的平坦度和接觸性,那就更應該選擇浸銀工藝。在通信產品、汽車、電腦外設方面浸銀應用的很多,在高速信號設計方面浸銀也有所應用。由于浸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推薦使用浸銀工藝是因為它易于組裝和具有較好的可檢查性。但是由于浸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)。估計目前大約有10%-15%的PCB使用浸銀工藝。
         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。浸錫在焊接處沒有帶入任何新元素,特別適用于通信用背板。在板子的儲存期之外錫將失去可焊性,因而浸錫需要較好的儲存條件。另外浸錫工藝中由于含有致癌物質而被限制使用。估計目前大約有5%-10%的PCB使用浸錫工藝。
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