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PCB印制板表面处理工艺种类及作用

2022年08月06日 浏览:
【tags】:印制板表面处理工艺
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印制电路板PCB表面处理工艺种类有:喷锡(无铅喷锡或有铅喷锡)/热风整平,osp抗氧化/有机涂覆,化学金/电镀镍金/浸银,浸锡,碳油,无卤素金手指等;就有铅和无铅而言,随着印制线路板生产过程中涉及到的环保问题越来越被重视,有铅喷锡工艺正在不断减少,越业越多的企业选择无铅喷锡工艺,而且所有印制线路板公司都必须符合ROHS环保要求,否则对一些做长期产品的企业,就连最基础的审核都通过不了,更不要说后面想和他们有合作关系了。

pcb印制板表面处理工艺的作用

喷锡(无铅喷锡或有铅喷锡)工艺又称"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)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,厚度约有1~2mil,PCB进行喷锡工艺处理时浸在熔融的焊料中,风刀在焊料凝固之前吹平液态焊料,并能够将铜面上焊料的弯月状最小化和阻止焊料桥接.印制PCB行业中的热风整平分为“垂直式”和“水平式”两种表面处理工艺,其中水平式会比较好些,主要原因是水平式热风整平镀层比较均匀,可实现自动化生产,其生产流程为:微蚀-->预热-->涂覆助焊剂-->喷锡-->清洗。

OSP抗氧化工艺又称"有机涂覆",osp抗氧化工艺和其它工艺的区别,osp抗氧化工艺是在铜和空气间充当阻隔层,可理解为OSP是在洁净的裸铜表面上,以化学方法长出一层有机皮膜,且层膜具有很好的防氧化/耐热冲击/耐湿性,可长时间保护铜表面于常态环境中不再继续生锈(氧化或硫化),在后续的焊接高温中,能很容易被助焊剂所迅速清除,以便焊接,OSP氧抗化工艺制作简单,生产成本相比其它工艺对来讲算是比较实惠的,为确保能进行多次回流焊,铜面需要有多层有机涂覆层,如果只有一层有机涂覆层是不行的,这就是为什么化学槽中通常需要添加铜液的原因了,PCB板在涂覆第一层之后,涂覆层吸附铜;接着第二层的有机涂覆分子与铜结合,更有甚者需要上百次的有机涂覆分子集结在铜面。OSP抗氧化工艺制程流程:脱脂-->微蚀-->酸洗-->纯水清洗-->有机涂覆-->清洗。

印制板表面处理工艺

化学金工艺又称"化学镀镍/浸金",在PCB铜面上包裹一层厚厚的金,电性能良好的镍金合金可延长PCB板的保护周期,化金相比OSP工艺优点在于它不仅只做防锈阻隔层处理,而是其能够在PCB长期使用过程中有用并实现良好的电性能,化金工艺对环境的忍耐性也是极强的,化学镀镍表面处理工艺的金和铜之间会相互扩散,而镍层可以阻止其之间的扩散,若没了镍层的阻隔,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5um厚度的镍就可以控制高温下Z方向的膨胀,化学镀镍/浸金也可以阻止铜的溶解,这样更有益于无铅焊接,化学金工艺制程流程:脱酸洗清洁-->微蚀-->预浸-->活化-->化学镀镍-->化学浸金。

浸银工艺处于OSP和化学镀镍/浸金之间,浸银电路板工艺较简单/快速,浸银无需给PCB穿上厚厚的盔甲,即使暴露在热,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,缺点:失去光泽,银层下面没有镍,浸银不具备化学镀镍/浸金所有的好的物理强度,浸银是置换反应,它几乎是亚微米级的纯银涂覆,浸银过程中还包含一些有机物,防止银腐蚀和消除银迁移问题,一般很难量测出来这一薄层的有机物,分析表明有机体的重量少于1%.

浸锡工艺所有焊料以锡为基础的,所锡层能与任何类型的焊料相匹配,将PCB经浸锡工艺后易出现锡须,在焊接过程中锡须和锡迁移会带来可靠性问题,需限制了浸锡工艺的采用,后在浸锡溶液中加入了有机添加剂,使锡层结构呈颗粒状结构,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,使得浸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疼的平坦性问题,也没有化学镀镍/浸金金属间的扩散问题,只是浸锡板不可以存储太久.

电镀镍金工艺在PCB表面导体先电镀上一层镍之后再电镀上一层金,镀镍线路板工艺主要是防止金和铜之间的扩散,电镀镍金分为"镀软金"(纯金/金表面看起来不亮)和"镀硬金"两种(表面平滑坚硬,耐磨,含有钴等其它元素,表面看起来较光亮),软金主要用于芯片封装时打金线;硬主要用在非焊接处的电性互连(如金手指),焊接会导致电镀金变脆,这无疑是在缩短PCB板的使用寿命,因此需避免在电镀金上进行焊接,而化学镀镍/浸金由于金很薄且一致,变脆现象很少发生.

化学镀钯工艺过程同化学镀镍生产流程大致一样,通过还原剂(如次磷酸二氢钠)使钯离子在催化的表面还原成钯,新生的钯可称为推动反应的催化剂,因而可得到任意厚度的镀钯层,化学镀钯的优点为良好的焊接可靠性/热稳定性/表面平整性,缺点为钯是一种较为稀少的贵金属,因此造成生产成本的增加也是有原因的。

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