PCB表面处理
关于PCB板表面处理,镀金和沉金工艺的区别
关于PCB板表面处理,镀金和沉金工艺的区别
一、PCB板表面处理
PCB板的表面处理工艺包括:抗氧化,喷锡,无铅喷锡,沉金,沉锡,沉银,镀硬金,全板镀金,金手指,镍钯金OSP等。
要求主要有:成本较低,可焊性好,存储条件苛刻,时间短,环保工艺,焊接好,平整。
喷锡:喷锡板一般为多层(4-46层)高精密度PCB样板,已被国内多家大型通讯、计算机、医疗设备及航空航天企业和研究单位采用。
金手指(connecting finger)是内存条上与内存插槽之间的连接部件,所有的信号都是通过金手指进行传送的。
金手指由众多金黄色的导电触片组成,因其表面镀金而且导电触片排列如手指状,所以称为“金手指”,金手指板都需要镀金或沉金。
金手指实际上是在覆铜板上通过特殊工艺再覆上一层金,因为金的抗氧化性极强,而且传导性也很强。
不过因为金昂贵的价格,目前较多的内存都采用镀锡来代替,从上个世纪90年代开始锡材料就开始普及。
目前主板、内存和显卡等设备的“金手指”几乎都是采用的锡材料,只有部分高性能服务器/工作站的配件接触点才会继续采用镀金的做法,价格自然不菲的。
二、镀金和沉金工艺的区别
沉金采用的是化学沉积的方法,通过化学氧化还原反应的方法生成一层镀层,一般厚度较厚,是化学镍金金层沉积方法的一种,可以达到较厚的金层。
镀金采用的是电解的原理,也叫电镀方式。
其他金属表面处理也多数采用的是电镀方式。
在实际产品应用中,90%的金板是沉金板,因为镀金板焊接性差是他的致命缺点,也是导致很多公司放弃镀金工艺的直接原因!
沉金工艺在印制线路表面上沉积颜色稳定,光亮度好,镀层平整,可焊性良好的镍金镀层。
PCB表面处理
喷锡板我们厂是按PAD的面积算的,不过我做了5年PCB了,客户指定喷锡厚度的板子很少。
沉锡板大概0.8-1.2um沉金ENIG 金厚0.05um min 镍厚3um min (IPC 4552)沉银0.12um min 典型值0.2~0.3um (IPC4553)电金金厚0.8um 镍厚2.54 um min (IPC 6012)OSP 我们厂能0.2~0.5um至于极限能力,厂子和厂子的能力不一样。
具体问题要具体分析OSP不同于其它表面处理工艺之处为:它是在铜和空气间充当阻隔层;简单地说PCB常见的表面处理有喷锡、化锡、化镍/金、化银、电镍/金、OSP等几种。
裸铜板:优点:成本低、表面平整,焊接性良好(在还没有氧化的情况下)。
缺点:容易受到酸及湿度影响,不能久放,拆封后需在2小时内用完,因为铜暴露在空气中容易氧化;无法使用于双面制程,因为经过第一次回流焊后第二面就已经氧化了。
如果有测试点,必须加印锡膏以防止氧化,否则后续将无法与探针接触良好。
喷锡板(HASL,Hot Air Solder Levelling,热风焊锡整平):优点:可以获得较佳的Wetting效果,因为镀层本身就是锡,价钱也较低,焊接性能佳。
缺点:不适合用来焊接细间隙脚以及过小的零件,因为喷锡板的表面平整度较差。
在PCB 制程中容易产生锡珠(solder bead),对细间脚(fine pitch)零件较易造成短路。
使用于双面SMT制程时,因为第二面已经过了第一次高温回流焊,极容易发生喷锡重新熔融而产生锡珠或类似水珠受重力影响成滴落的球状锡点,造成表面更不平整进而影响焊锡问题。
化金板(ENIG,Electroless Nickel Immersion Gold,无电镀镍浸金):优点:不易氧化,可长时间储放,表面平整,适合用于焊接细间隙脚以及焊点较小的零件。
有按键线路电路板的首选(如手机板)。
可以重复多次回流焊也不太会降低其锡焊性。
PCB表面处理分类及特点教学教材
特性項目 噴錫 化學鎳金 有機保焊劑 化學浸錫 化學銀
表面平整性 差
好
佳
佳
佳
顏色
亮灰色 金色
銅色
銀色 銀色
設備
垂直/水平 垂直
水平
水平 水平
儲齡
1年
1年
3/ 6 個月 3/ 6 個月 6 個月
皮膜厚度 40~1000μin Ni 120~250μin 8~20μin 40~60μin 6~25μin
能比照O.S.P.在打開包裝後24小
時焊接完畢(最長也須在3天內完
成)以避免因水氣問題要Baking時
又被上述條件限制而進退兩難.
• 包裝材料不得含酸及硫化物.
PCB表面處理優缺點比較
處理 浸錫
優點
(a)平整度佳適合SMT裝配 作業
(b)可作無鉛製程
缺點
(a)焊錫強度比浸銀還差 (b)本為無鉛製程明天之星, 但因儲存
電鍍定義
镀镍
鎳鍍層之光澤性及平整性等性質,主要是靠鎳添加劑。 一般鍍鎳添加劑可分為光澤劑 (BRIGHTENER)、柔軟 劑 (CARRIER) 及濕潤劑 (WETTING)。添加的頻率及液 量則視底材的粗糙、所需的厚度、以及要求的光澤度和 平整性而定。鍍液應定期分析並補充,時時維持鍍液中 各成份之有效濃度,才能保持鍍層之品質。
PCB表面處理優缺點比較
經拉力試驗所得知強度比較表
處理Finish
拉力Min ℓbs
拉力 Avg ℓbs
拉力Max ℓbs
保焊劑OSP 384
395
404
噴錫HASL
376
396
410
浸銀Ag
373
389
401
PCB表面处理工工作总结
PCB表面处理工工作总结随着电子产品的不断发展,PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)作为电子产品的核心组成部分,其表面处理工艺也变得越来越重要。
作为一名从事PCB表面处理工作的工程师,我深知这项工作的重要性和挑战。
在这篇文章中,我将总结我在PCB表面处理工作中的经验和心得,希望能够与大家分享。
首先,PCB表面处理工作需要我们具备扎实的专业知识和技能。
在处理PCB表面时,我们需要根据不同的要求选择合适的表面处理工艺,如化学镀金、喷镀锡、喷镀铅等。
同时,我们还需要掌握各种处理设备的操作方法,确保处理过程的准确性和稳定性。
此外,了解材料的特性和处理工艺的原理也是必不可少的。
其次,PCB表面处理工作需要我们具备严谨的工作态度和责任心。
在处理PCB表面时,任何一点疏忽都可能导致产品质量的下降甚至是产品失效。
因此,我们需要严格按照工艺要求进行操作,确保每一道工序都符合标准。
同时,我们还需要及时发现和解决工艺中的问题,以保证产品质量和交货时间。
最后,PCB表面处理工作需要我们具备团队合作精神和沟通能力。
在处理PCB表面时,我们往往需要与设计师、工艺工程师、生产人员等多个部门进行沟通和协作。
只有通过良好的团队合作,才能够更好地完成工作任务,提高产品质量。
总的来说,PCB表面处理工作是一项需要高度专业知识和技能的工作,需要我们具备严谨的工作态度和责任心,同时也需要我们具备团队合作精神和沟通能力。
我相信通过不断的学习和实践,我会更好地完成PCB表面处理工作,为电子产品的发展贡献自己的力量。
PCB表面处理技术
●高磷:9-13%。耐腐蚀性好,但焊锡性,润湿性均一般。焊接过程容易形成富磷层。高磷会使 Ni-P层产生内应力过大而产生脆裂。
23
化镍沉金( Electro-less Nickel and Immersion Gold) ENIG
2.特点:主要适用于宽线,大焊盘板子,对覆铜板耐热性要求高。喷锡制程比较脏,有异味, 高温下操作,危险。其使用受到定的限制。
4
OSP(Organic Solder-ability Preservatives)
1.经历五代产品的发展,可分成以下五个类型 (1)咪唑(或苯并三氮唑)类; (2)烷基咪唑类; (3)苯并咪唑类; (4)烷基苯并咪唑类。
●沉金:氧化还原反应。通过镍金置换反应在镍面上沉积上金。
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化镍沉金( Electro-less Nickel and Immersion Gold) ENIG
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化镍沉金( Electro-less Nickel and Immersion Gold) ENIG
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化镍沉金( Electro-less Nickel and Immersion Gold) ENIG
PCB表面处理技术
目录
SMT装配对PCB表面涂覆的要求 PCB表面处理方式 · 无铅热风整平 · OSP · 化学锡 · 化学银 · 电镀镍金 · 化镍沉金 六种表面涂覆层主要特征比较
2
SMT装配对PCB表面涂覆的基本要求
1.符合法律法规要求(ROHS,中国ROHS) 2.可焊性:耐热,焊接温度,润湿,保存期 3.保护性:防氧化能力 4.可靠性:焊点的内应力,缺陷,寿命 5.成本:材料,设备,人力,废水处理,成品率 6.适用范围:同阻焊剂兼容,适合PCB品种(例如刚&挠板),无铅 7.环保:易处理,无烟雾,污染性
PCB板表面处理标准
PCB板表面处理标准本文档旨在为PCB(Printed Circuit Board)板的表面处理提供标准和准则。
通过合适的表面处理,可以确保PCB板的质量和性能,从而提高整体电路的可靠性。
1. 表面处理的重要性表面处理是PCB板制造过程中的关键步骤。
它不仅可以提供保护性涂层,防止PCB板受到腐蚀和氧化,还可以改善焊接和连接性能,提高PCB板的可靠性和性能。
2. 表面处理的标准根据PCB板的用途和需要,选择合适的表面处理方法和标准非常重要。
以下是常用的表面处理标准:2.1 焊料电镀(Solder Plating)焊料电镀是最常见的表面处理方法之一。
它可以提供较好的焊接性能和连接性能,使得电子器件能够稳固地连接在PCB板上。
常见的焊料电镀材料包括无铅锡镀、热浸锡(HASL)和金手指电镀等。
2.2 金属化(Metalization)金属化是一种在PCB板表面涂覆金属层的表面处理方法。
它可以提高导电性能和抗氧化能力,适用于特定的高频电路和高功率电路。
常用的金属化材料包括金、银和铜等。
2.3 有机保护层(Organic Coating)有机保护层是一种通过涂覆有机材料在PCB板表面形成保护层的表面处理方法。
它可以提供良好的防腐蚀和绝缘性能,延长PCB板的使用寿命。
常见的有机保护层材料包括防焊阻焊(Solder Mask)和丝印(Silkscreen)等。
2.4 表面粗糙度(Surface Roughness)表面处理还需要注意表面粗糙度的要求。
合适的表面粗糙度可以提供良好的焊接性能和连接性能,避免焊接缺陷和信号干扰。
常见的表面粗糙度要求包括RA值和RZ值等。
3. 技术要求和检验方法为确保表面处理的质量和符合标准,需要采用适当的技术要求和检验方法。
具体的技术要求和检验方法可以根据相关行业标准和客户要求进行制定和选择。
常见的技术要求和检验方法包括可视检查、显微镜检查和剥离实验等。
4. 总结通过合适的表面处理,可以提高PCB板的质量和性能,确保电路的可靠性。
PCB表面处理工工作总结
PCB表面处理工工作总结
作为PCB表面处理工,我深知这项工作的重要性和复杂性。
在过去的几年里,我不断努力学习和提高自己的技能,以确保我能够胜任这份工作。
在这篇文章中,我将总结我在PCB表面处理工作中所学到的经验和技巧。
首先,我发现了PCB表面处理的重要性。
PCB表面处理是一项关键的工艺,
它直接影响到PCB的性能和可靠性。
因此,我们必须确保表面处理工艺的准确性
和稳定性,以保证PCB的质量。
在工作中,我始终注重细节,严格按照标准操作
程序进行操作,以确保每一块PCB都能够通过严格的质量检验。
其次,我学会了不断改进和优化表面处理工艺。
随着技术的发展,表面处理工
艺也在不断更新和改进。
我积极参与各种培训和学习,不断了解最新的表面处理技术和设备,以确保我们能够使用最先进的工艺来处理PCB。
我还积极参与团队讨
论和交流,与同事共同探讨如何优化表面处理工艺,提高工作效率和质量。
另外,我还学会了如何应对表面处理中的常见问题和挑战。
在工作中,我们经
常会遇到各种各样的问题,比如表面处理不均匀、氧化不良等。
我学会了如何快速识别问题的根源,并采取相应的措施来解决问题,以确保PCB的质量。
我还学会
了如何与其他部门和供应商合作,共同解决表面处理中的问题,确保生产进度和质量。
总的来说,作为一名PCB表面处理工,我深知这项工作的重要性和挑战性。
我将继续努力学习和提高自己的技能,以确保我能够胜任这份工作,并为公司的发展做出更大的贡献。
线路板厂常见的 PCB 表面处理工艺
整性、接触性及 润湿性很好; 2、电性能良好; 3、可长时间保存
1、易出现黑PAD、 金脆焊接风险; 2、生产成本较高;
高
(一般1年);
1、沉Ag板电性能
良好;
1、对储存环境有较
2、镀层均一,表 高的要求,易变黄变
沉银
主要应用在有高频信 号要求的板子上;
面平坦。可焊性 好,可耐多次组 装作业;
色,影响可焊性; 2、对前制程阻焊要 求较高,否则易出现
境影响较大;
成本 很高 中高 低
银、OSP、镀金、喷锡和沉锡;
四、常见PCB表面处理工艺选择
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,下面对以上六种常见表面处理工艺进行对比;
表面处 理类型
主要应用领域
优点
缺点
成本
1、金厚均匀,平
沉金
主要用在表面有连接 功能性要求和较长的 储存期的板子上;
之间提供电气连接的连接点铜面进行处理,比如说贴片用的焊盘或接触式 连接的金手指连接点,电子元器件的插件孔等;
二、PCB表面处理目的 裸铜本身有很好的可焊性能,但铜爆露在自然空气中倾向于以氧化物的形式
存在,不大可能长期保持为新鲜铜,因此需要对铜进行其他处理,以保证良好的
可焊性或电性能;
三、常见PCB表面处理工艺 现在业界有很多种表面处理工艺,但常见的表面处理工艺有六种:沉金、沉
表面处 理类型 镀金
喷锡 沉锡
主要应用领域
优点
缺点
1、镍金厚度均匀性
主要用于芯片封装时 打金线和有耐磨性要 求的板上;
1、无镍腐蚀的焊 接风险;
2、可长时间保存 (一般1年); 3、接触性,耐磨 性很好;
pcb各种表面处理厚度标准
PCB各种表面处理厚度标准1.镀铜厚度镀铜厚度是PCB表面处理中的重要参数之一,它直接影响到PCB的电气性能和可靠性。
根据不同的表面处理要求,镀铜厚度也会有所不同。
一般来说,常规的镀铜厚度在1-35μm之间。
对于一些高可靠性要求的应用,镀铜厚度可能会达到50μm以上。
2.涂层厚度涂层厚度也是PCB表面处理中的重要参数之一。
涂层的主要作用是保护PCB表面,防止氧化和腐蚀。
根据不同的涂层材料和工艺,涂层厚度也会有所不同。
一般来说,常规的涂层厚度在1-10μm之间。
对于一些高可靠性要求的应用,涂层厚度可能会达到20μm以上。
3.线路厚度线路厚度是指PCB上的导线厚度。
线路厚度直接影响到导线的电阻和载流能力。
根据不同的应用和工艺要求,线路厚度也会有所不同。
一般来说,常规的线路厚度在0.2-1.6mm之间。
对于一些高可靠性要求的应用,线路厚度可能会达到0.03mm以下。
4.焊盘厚度焊盘厚度是指PCB上用于焊接电子元件的金属片厚度。
焊盘厚度直接影响到焊接质量和可靠性。
根据不同的应用和工艺要求,焊盘厚度也会有所不同。
一般来说,常规的焊盘厚度在0.2-0.8mm之间。
对于一些高可靠性要求的应用,焊盘厚度可能会达到1mm以上。
5.孔壁厚度孔壁厚度是指PCB上钻孔后形成的金属壁厚度。
孔壁厚度直接影响到PCB 的机械强度和电气性能。
根据不同的应用和工艺要求,孔壁厚度也会有所不同。
一般来说,常规的孔壁厚度在0.1-0.5mm之间。
对于一些高可靠性要求的应用,孔壁厚度可能会达到0.8mm以上。
6.阻焊膜厚度阻焊膜是一种用于保护PCB表面导线和其他敏感区域的薄膜。
阻焊膜厚度直接影响到其保护效果和可靠性。
根据不同的应用和工艺要求,阻焊膜厚度也会有所不同。
一般来说,常规的阻焊膜厚度在0.03-0.2mm之间。
对于一些高可靠性要求的应用,阻焊膜厚度可能会达到0.3mm以上。
7.字符高度字符高度是指在PCB上打印元件标识、编号等信息的字体高度。
PCB表面处理工艺
PCB表面处理工艺PCB(Printed Circuit Board)是一种基础电子元件,广泛应用于电子产品中。
而PCB表面处理工艺则是制造PCB过程中的重要环节之一,它的主要目的是提高PCB的可焊性、可靠性和耐腐蚀性。
本文将从PCB表面处理的基本原理、常见的表面处理工艺以及未来的发展趋势三个方面,来探讨PCB表面处理工艺。
一、基本原理PCB表面处理工艺的基本原理在于,通过特定的物理和化学方法,在PCB表面形成一层与焊接或贴片工艺兼容的金属覆盖层,以增加PCB与焊接材料之间的接触面积和粘附性。
表面处理可以使焊接材料更好地覆盖印刷电路板表面,从而提高焊接质量和工艺的可靠性。
二、常见的表面处理工艺1. 镀金工艺镀金工艺是最常见且广泛应用的PCB表面处理工艺之一。
它主要有两种方式:电镀金工艺和电镀镍金工艺。
电镀金工艺在PCB表面生成一层致密的镀金层,提高了PCB的导电性和耐腐蚀性。
电镀镍金工艺通过先镀一层镍,再在其上电镀一层金,以增加PCB表面的硬度和耐磨性。
2. 焊接阻焊工艺焊接阻焊工艺是将焊接接点的金属部分暴露出来,而将其他部分涂覆上一层绝缘材料。
这种工艺能够保护PCB的焊接接点,防止电路之间的短路,提高PCB的可靠性。
3. OSP工艺OSP(Organic Solderability Preservative)工艺是一种无铅化的表面处理工艺,它通过在PCB表面形成一层有机锡保护层来提高PCB的可焊性。
OSP工艺不需要使用有毒的重金属,符合环保要求,因此在无铅焊接领域逐渐得到广泛应用。
4. 光刻工艺光刻工艺是将光刻胶涂覆在PCB表面,然后使用UV光源通过光掩膜进行曝光,最后根据曝光后的图案进行化学腐蚀,得到所需的PCB 线路形状。
光刻工艺不仅可以实现高精度的线路制作,还可以提高PCB表面的耐腐蚀性。
三、未来的发展趋势随着电子技术的不断发展,对PCB表面处理工艺提出了更高的要求。
未来的发展趋势主要有以下几个方面:1. 小型化和多功能化随着电子产品对体积和重量的要求越来越高,PCB表面处理工艺需要更加小型化和多功能化。
PCB表面处理工艺常见六大分类
PCB表面处理工艺常见六大分类一、定义PCB表面处理工艺是指在PCB元器件和电气连接点上,人工形成一层与原有基体性能不同表层的工艺方法。
由于铜本身的可焊性良好,但在空气中倾向于以氧化物的形式存在,因此需要对PCB进行表面处理,避免影响PCB的可焊性与电气性能。
二、工艺分类1、热风整平热风整平HASL,又称热风焊料整平。
它是在PCB表面涂覆熔融锡铅焊料并用加热压缩空气整平(吹平),使其形成一层抗铜氧化且可焊性良好的涂覆层。
热风整平分为垂直式和水平式两种。
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焊料,并将铜面上焊料的弯月状最小化,阻止焊料桥接。
工艺流程:微蚀——预热——涂覆助焊剂——喷锡——清洗2、有机防氧化(OSP)OSP,又称Preflux,译为有机保焊膜、护铜剂。
OSP指的是在洁净的裸铜表面上,以化学方法长出一层具有防氧化,耐热冲击,耐湿性功效的有机皮膜,用以阻隔铜和空气,避免铜表面于常态环境中氧化或硫化。
同时OSP在后续的焊接高温中,容易被助焊剂所迅速清除,以便焊接。
工艺流程:脱脂——微蚀——酸洗——纯水清洗——有机涂覆——清洗3、化学沉镍金化学沉镍金指的是在铜表面上包裹一层电性能良好的镍金合金。
不同于OSP仅作为防锈阻隔层,化学沉镍金能在PCB长期使用过程中保证其具有良好的电性能。
另外,化学沉镍金也具有优于其它表面处理工艺的环境忍耐性。
工艺流程:脱酸洗清洁——微蚀——预浸——活化——化学镀镍——化学浸金4、化学沉银化学沉银介于OSP与化学镀镍或浸金之间,工艺较简单、快速。
其暴露于热、湿与污染的环境中,仍能保证很好的电性能及良好的可焊性。
美中不足的是,会失去光泽。
由于银层下面没有镍,因此沉银不具备化学镀镍或浸金那样好的物理强度。
5、电镀镍金电镀镍金指的是在PCB表面导体先电镀上一层镍之后,再电镀上一层金。
镀镍主要作用是防止金与铜之间发生扩散。
电镀镍金分类:(1)镀软金即纯金,表面看起来不亮,主要用于芯片封装时打金线;(2)镀硬金,表面平滑坚硬、耐磨,含有钴等元素,表面看起来较光亮。
PCB表面处理分类及特点
PCB表面处理分类及特点1. 引言PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)作为电子产品中重要的组成部分,需要经过多道工序才能完成。
其中,PCB表面处理是一个关键步骤,它对于保证电路板的可靠性、耐久性以及后续元器件的焊接质量起着重要作用。
本文将介绍PCB表面处理的常见分类及各自的特点。
2. PCB表面处理分类2.1. 防氧化处理防氧化处理是为了防止PCB表面暴露在空气中导致氧化反应。
常见的防氧化处理方法有:2.1.1. 镀金处理特点: - 具有良好的导电性和焊接性。
- 防止PCB表面氧化。
- 抗腐蚀性强。
2.1.2. 镀锡处理特点: - 容易和焊脚形成良好的金属间化合物,提高焊接质量。
- 具有良好的抗氧化性。
- 防止PCB表面氧化。
2.2. 表面涂覆处理表面涂覆处理是为了提高PCB表面的耐久性和抗污染性能。
常见的表面涂覆处理方法有:2.2.1. 涂覆有机保护层特点: - 防止PCB表面被化学物质侵蚀。
- 抗潮湿性好,有利于提高电子设备的可靠性。
2.2.2. 涂覆防焊膜特点: - 防止焊接过程中焊接锡膏与PCB直接接触,减少气泡和焊点质量不良的情况。
- 提高焊接质量。
2.3. 洁净处理洁净处理是为了去除PCB表面的污染物,使其满足后续工艺要求。
常见的洁净处理方法有:2.3.1. 超声洗涤特点: - 能够清除PCB表面附着的细小杂物。
- 清洗效果好,不会对PCB表面造成损害。
2.3.2. 真空吸尘特点: - 移除表面的颗粒污染物。
- 不使用喷洒化学清洁剂。
3. 各类处理方法的适用场景3.1. 防氧化处理的适用场景•部分环境下容易造成氧化反应的PCB。
•对焊接质量和可靠性要求较高的PCB。
3.2. 表面涂覆处理的适用场景•需要提高PCB表面的耐久性和抗污染性的环境。
•需要保护PCB表面不被化学物质侵蚀的环境。
3.3. 洁净处理的适用场景•需要确保PCB表面没有细小杂物的环境。
六种常见的PCB的表面处理方式介绍
六种常见的PCB的表面处理方式介绍
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良好的可焊性或电气性能。
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。
目前常见的表面处理方式有以下几种:
1、热风整平
在PCB表面涂覆熔融锡铅焊料并用加热压缩空气整平(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化合物,其厚度大约有1~2mil;
2、有机防氧化(OSP)
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。
PCB的表面工艺处理方式
PCB的表面工艺处理方式PCB的“表面”指的是PCB上为电子元器件或其他系统到PCB的电路之间提供电气连接的连接点,如焊盘或接触式连接的连接点。
裸铜本身的可焊性很好,但是暴露在空气中很容易氧化,而且容易受到污染。
这也是PCB必须要进行表面处理的原因。
一、各种表面处理方式介绍1、热风整平HASL采用热风整平(HASL, Hot-air solder leveling)表面处理技术足以满足波峰焊的工艺要求, HASL是在世界范围内主要应用的表面处理技术,但是有三个主要动力推动着电子工业不得不考虑HASL的替代技术:成本、新的工艺需求和无铅化需要。
该工艺是指在PCB最终裸露金属表面覆盖63/37的锡铅合金。
热风整平锡铅合金镀层的厚度要求为12.7um至38.1u m。
热风整平工艺对于控制其镀层的厚度和焊盘图形较为困难,不推荐使用于有细脚距元件的PCB,原因是细脚距元件(≤0.4mm)对焊盘平整度要求高;热风整平工艺的热冲击可能会导致PCB翘曲,厚度小于0.7mm的超薄PCB不推荐采用该表面处理方式。
此外,热风整平工艺使用的Sn-Pb焊料也不符合环保要求(RoHS指令)。
2、有机焊料防护(OSP)有机可焊性保护层(OSP, Organic solderability preservative)是一种有机涂层,用来防止铜在焊接以前氧化,也就是保护PCB焊盘的可焊性不受破坏。
PCB 表面用OSP处理以后,在铜的表面形成一层薄薄的有机化合物,从而保护铜不会被氧化。
在组装过程中(回流焊),OSP很容易就熔进到了焊膏或者酸性的Flux里面,同时露出活性较强的铜表面,最终在元器件和焊盘之间形成Sn/Cu金属间化合物,因此,OSP用来处理焊接表面具有非常优良的特性。
OSP不存在铅污染问题,所以环保。
平整度好尤其适合于密脚距PCB。
OSP也是目前PCB主要的表面处理方式。
OSP的局限性●由于OSP透明无色,所以检查起来比较困难,很难辨别PCB是否涂过OSP。
PCB常用板料和表面处理方式
一、常见板材1. 普通Tg、中Tg、高Tg:o Tg指的是玻璃化转变温度,普通Tg通常在130°C左右,中Tg 在150°C-160°C,高Tg大于160°C。
o高Tg板料在高温下稳定性更好,但成本也相对较高。
2. 有卤、无卤:o有卤板料含有卤素,可提供良好的阻燃性能,但环保性较差。
o无卤板料不含卤素,更环保,但阻燃性能可能不如有卤板料。
3. 低Dk板料:o Dk指的是介电常数,低Dk板料适用于高频应用,可以减少信号传输过程中的损耗。
4. 低损耗板料:o低损耗板料具有较低的介电损耗,适合高速信号传输。
5. 高频板料:o高频板料适用于微波、射频等高频应用,通常具有低损耗和低介电常数。
6. 高速板料:o高速板料设计用于快速数据传输,通常具有低介电常数和低损耗。
7. 金属基板:o金属基板以铝或铜为基,具有良好的热导性,适用于LED照明等需要良好散热的应用。
8. RCC板料:o RCC(Resin Coated Copper)板料是覆铜板,适用于柔性电路。
9. PTC板料:o PTC(Positive Temperature Coefficient)板料具有正温度系数,适用于过热保护。
10. 金属碳板料:o金属碳板料含有金属填充物,提供了改善的热传导性能。
11. 陶瓷板料:o陶瓷板料具有高热导率和良好的高频性能,但成本较高。
12. PI板料:o PI(Polyimide)板料具有高温稳定性和良好的机械性能,常用于柔性电路板。
13. BT板料:o BT(Bismaleimide-Triazine)板料是一种高温环氧树脂,适用于高频应用。
14. PTFE板料:o PTFE(聚四氟乙烯)板料具有极低的介电常数和损耗,适用于高频电路板。
二、常见表面处理方式1. 沉镍金(ENIG)o优点:导电性强,抗氧化性好,寿命长;镀层致密,适用于焊接及插拔场合。
o缺点:成本较高,焊接强度较差。
PCB板子八种表面处理工艺介绍
PCB板子八种表面处理工艺介绍1.热风整平(喷锡)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。
2.有机可焊性保护剂(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。
OSP是Organic 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。
3.全板镀镍金板镀镍金是在PCB表面导体先镀上一层镍后再镀上一层金,镀镍主要是防止金和铜间的扩散。
现在的电镀镍金有两类:镀软金(纯金,金表面看起来不亮)和镀硬金(表面平滑和硬,耐磨,含有钴等其他元素,金表面看起来较光亮)。
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。
4.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。
5.沉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。
沉锡工艺可以形成平坦的铜锡金属间化合物,这个特性使得沉锡具有和热风整平一样的好的可焊性而没有热风整平令人头痛的平坦性问题;沉锡板不可存储太久,组装时必须根据沉锡的先后顺序进行。
pcb表面处理工艺
pcb表面处理工艺
PCB表面处理工艺有很多,一般有热镀锌、热浸锌、热浸锡、有机阻焊、无溶剂阻焊、湿润变黑、电镀镍、电镀金、电镀银、电镀铜、以及表面镀膜等。
1.热镀锌,是将锌粉放在PCB上,经过热处理温度达到220度时,就能在PCB表面形成一层锌层,能够有很好的抗腐蚀和电镀性能,是PCB表面处理的一种常用工艺。
2.热浸锌是将PCB置入锌液中加热锌液,使PCB表面形成一层锌层,具有一定的抗潮性和防腐蚀性能。
3.热浸锡,是将PCB放入温度达到230度的锡液中,形成一层锡层,具有良好的导电性能和耐热性,也有一定的抗潮性和耐腐蚀性能,可以用于焊接及其他电子工程。
4.有机阻焊PCB表面处理,是将有机物放在PCB上,通过加热使其中的树脂发生化学反应来形成一层保护层,具有良好的防腐蚀性能,适合一些要求高的PCB表面处理工程。
5.无溶剂阻焊,也叫固态阻焊,是将无溶剂树脂加工到PCB表面上,经过加热,使其形成一层绝缘层,具有防热变形和电磁屏蔽的功能,是一种非常受欢迎的PCB表面处理工艺。
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常见的表面工艺大致分为有铅与无铅工艺
❖有铅的有:有铅喷锡(HASL)
❖无铅的有:无铅喷锡、有机可焊性保护(OSP)、化镍浸金(ENIG),化镍钯浸金(ENEPIG) 、浸银(Immersion silver)等
注:一般国内的说法是沉金/沉银/沉锡.
各类型板对应的表面处理方式
❖SMT:根据客户要求来定.
❖有金手指的板卡:选择性镀金(金手指等非焊接的是硬金,亮度比较好,但不方便焊接)
❖按键板:沉金或者镀金工艺,我司使用镀金的比较少.(由于在研发阶段,为了降低成本采用沉金工艺的居多。
沉金的金面不耐磨是软金,而镀金的金面耐磨是硬金,在外观上镀金的表面会比沉金光亮.)
各表面处理方式的应用及局限性
HASL
在穿孔器件占主导地位的场合,波峰焊是最好的焊接方法。
采用热风整平(HASL,Hot-air solder leveling)表面处理技术足以满足波峰焊的工艺要求,当然对于结点强度(尤其是接触式连接)要求较高的场合,多采用电镀镍/金的方法。
HASL是在世界范围内主要应用的表面处理技术,但是有三个主要动力推动着电子工业不得不考虑HASL的替代技术:成本、新的工艺需求和无铅化需要HASL特点
❖优点:成本低
❖缺点:1.HASL技术处理过的焊盘不够平整,共面性不能满足细间距焊盘的工艺要求.
2.铅对环境的影响
OSP
❖有机可焊性保护层(OSP)
❖故名思意,有机可焊性保护层(OSP, Organic solderability preservative)是一种有机涂层,用来防止铜在焊接以前氧化,也就是保护PCB焊盘的可焊性不受破坏。
目前广泛使用的两种OSP都属于含氮有机化合物,即连三氮茚(Benzotriazoles)和咪唑有机结晶碱(Imidazoles)。
它们都能够很好的附着在裸铜表面,而且都很专一―――只情有独钟于铜,而不会吸附在绝缘涂层上,比如阻焊膜。
连三氮茚会在铜表面形成一层分子薄膜,在组装过程中,当达到一定的温度时,这层薄膜将被熔掉,尤其是在回流焊过程中,OSP比较容易挥发掉。
咪唑有机结晶碱在铜表面形成的保护薄膜比连三氮茚更厚,在组装过程中可以承受更多的热量周期的冲击。
OSP特点
❖优点:OSP不存在铅污染问题,所以环保。
❖缺点:1.由于OSP透明无色,所以检查起来比较困难,很难辨别PCB是否涂过OSP。
2. OSP本身是绝缘的,它不导电。
会影响电气测试。
(因为OSP不导电,所以在这种表面
处理时,ICT要开纲网. )OSP更无法用来作为处理电气接触表面,比如按键的键盘表面。
3. OSP在焊接过程中,需要更加强劲的Flux,否则消除不了保护膜,从而导致焊接缺陷。
4.在存储过程中,OSP表面不能接触到酸性物质,温度不能太高,否则OSP会挥发掉。
不能存放长时间.
ENIG
❖化镍浸金(ENIG)
❖通过化学方法在铜表面镀上Ni/Au。
内层Ni的沉积厚度一般为120~240μin(约3~6μm),外层Au的沉积厚度比较薄,一般为2~4μinch (0.05~0.1μm)。
Ni在焊锡和铜之间形成阻隔层。
焊接时,外面的Au会迅速融解在焊锡里面,焊锡与Ni形成Ni/Sn金属间化合物。
外面镀金是为了防止在存储期间Ni氧化或者钝化,所以金镀层要足够密,厚度不能太薄。
ENIG特点
❖优点:1.ENIG处理过的PCB表面非常平整,共面性很好,用于按键接触面非他莫属。
2.ENIG可焊性极佳,金会迅速融入熔化的焊锡里面,从而露出新鲜的Ni.
❖缺点:ENIG 的工艺过程比较复杂,而且如果要达到很好的效果,必须严格控制工艺参数。
最为麻烦的是,ENIG处理过的PCB表面在ENIG或焊接过程中很容易产生黑盘效应(Black pad),从而给焊点的可靠性带来灾难性的影响。
黑盘的产生机理非常复杂,它发生在Ni与金的交接面,直接表现为Ni过度氧化。
金过多,会使焊点脆化,影响可靠性。
ENEPIG
❖化镍钯浸金(ENEPIG)
❖ENEPIG与ENIG相比,在镍和金之间多了一层钯。
Ni的沉积厚度为120~240μin(约3~6μm),钯的厚度为4~20μin(约0.1~0.5μm),金的厚度为1~4μin(约0.02~0.1μm)。
钯可以防止出现置换反应导致的腐蚀现象,为浸金作好充分准备。
金则紧密的覆盖在钯上面,提供良好的接触面
ENEPIG特点
❖应用:化镍钯浸金的应用非常广泛,可以替代化镍浸金。
在焊接过程中,钯和金都会融解到熔化的焊锡里面,从而形成镍/锡金属间化合物。
❖局限性:化镍钯浸金虽然有很多优点,但是钯的价格很贵,同时钯是一种短缺资源,主要出产在前苏联。
同时与化镍浸金一样,控制要求其工艺很严。
浸银
❖浸银(Immersion silver)
❖通过浸银工艺处理,薄(5~15μin,约0.1~0.4μm)而密的银沉积提供一层有机保护膜,铜表面在银的密封下,大大延长了寿命。
浸银的表面很平,而且可焊性很好。
浸银特点
❖应用:浸银焊接面可焊性很好,在焊接过程中银会融解到熔化的锡膏里,和HASL和OSP一样在焊接表面形成Cu/Sn金属间化合物。
浸银表面共面性很好,同时不像OSP那样存在导电方面的障碍,但是在作为接触表面(如按键面)时,其强度没有金好。
❖局限性:浸银的一个让人无法忽略的问题是银的电子迁移问题。
当暴露在潮湿的环境下时,银会在电压的作用下产生电子迁移。
通过向银内添加有机成分可以降低电子迁移的发生。
浸锡
❖浸锡
❖由于两个原因才采用了浸锡工艺:其一是浸锡表面很平,共面性很好;其二是浸锡无铅。
但是在浸锡过程中容易产生Cu/Sn金属间化合物,Cu/Sn金属间化合物可焊性很差。
❖如果采用浸锡工艺,必须克服两障碍:颗粒大小和Cu/Sn金属间化合物的产生。
浸锡颗粒必须足够小,而且要无孔。
锡的沉积厚度不低于40μin(1.0μm)是比较合理的,这样才能提供一个纯锡表面,以满足可焊性要求。
浸锡特点
❖优缺点:浸锡的最大弱点是寿命短,尤其是存放于高温高湿的环境下时,Cu/Sn金属间化合物会不断增长,直到失去可焊性。
提醒
❖一般需要注意的是:一个板有两种或者两种以上的表面处理:如金手指的板卡类/部分手机主板类/特殊要求的板等. 一定要搞清楚表面处理的选择.
从PCB加工成本上来说,有的厂家对OSP等会额外收费.也需要和板厂确认一下.。