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    PCB线路板表面处理工艺的优缺点介绍

      发布时间:2019-05-23 01:40

      目前PCB生产过程中涉及到的环境问题显得尤为突出。目前有关铅和溴的话题是最热门的;无铅化和无卤化将在很多方面影响着PCB的发展。虽然目前来看,PCB的表面处理工艺方面的变化并不是很大,好像还是比较遥远的事情,但是应该注意到:长期的缓慢变化将会导致巨大的变化。在环保呼声愈来愈高的情况下,PCB的表面处理工艺未来肯定会发生巨大改变。

      目前国内电路板厂的PCB便面处理工艺有:喷锡(HASL,hotairsolderleveling热风平整)、沉锡、沉银、OSP(防氧化)、化学沉金(ENIG)、电镀金等等,当然,特殊应用场合还会有一些特殊的PCB线路板表面处理工艺。

      铜在空气中很容易氧化,铜的氧化层对焊接有很大的影响,很容易形成假焊、虚焊,严重时会造成焊盘与元器件无法焊接,正因如此,PCB在生产制造时,会有一道工序,在焊盘表面涂(镀)覆上一层物质,保护焊盘不被氧化。下边来对比一下不同的PCB表面处理工艺的优缺点和适用场景。

      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;无法使用于双面板,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: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。

      缺点:不适合用来焊接细间隙的引脚以及过小的元器件,因为喷锡板的表面平整度较差。在电路板加工中容易产生锡珠(solderbead),对细间隙引脚(finepitch)元器件较易造成短路。使用于双面SMT工艺时,因为第二面已经过了一次高温回流焊,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接问题。

      优点:具有PCB裸铜板焊接的所有优点,过期(三个月)的板子也可以重新做表面处理,但通常以一次为限。

      缺点:容易受到酸及湿度影响。使用于二次回流焊时,需在一定时间内完成,通常第二次回流焊的效果会比较差。存放时间如果超过三个月就必须重新表面处理。打开包装后需在24小时内用完。OSP为绝缘层,所以测试点必须加印锡膏以去除原来的OSP层才能接触针点作电性测试。

      优点: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板的首选(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COB(ChipOnBoard)打线的基材。

      缺点: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,长期的可靠性是个问题。

      沉金工艺与OSP工艺不同,它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,如手机按键区、路由器壳体的边缘连接区和芯片处理器弹性连接的电性接触区。

      沉银:浸银工艺介于OSP和化学镀镍/浸金之间,工艺较简单、快速。浸银不是给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,但会失去光泽。因为银层下面没有镍,所以浸银不具备化学镀镍/浸金所有的好的物理强度。

      沉锡: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。