PCB表面处理的常见类型:优点和缺点 |
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我们完成PCB设计后,送PCB厂进行PCB原型制作或量产,会附上一份PCB工艺文件,一份是说明PCB表面处理,不同的PCB表面处理,它们的成本,以及应用情况不同了。 首先,为什么我们需要对PCB表面进行特殊处理?铜在空气中很容易被氧化,氧化的铜层对PCB焊接影响很大。 所以很容易形成虚焊不良,造成元器件不能很好的焊接。 因此,我们在PCB生产中会有一道工序(pcb表面光洁度)来精确处理这些可能出现的问题。 焊盘上涂有特殊材料(电镀),以防止焊盘氧化。 PCB 表面处理有带铅/无铅的 HASL、OSP、浸金 (ENIG)、浸锡、浸银、化学镀镍、化学镀钯金 (ENEPIG)、硬金等。 当然,也会有一些针对特殊应用场合的特殊PCB表面处理。 不同PCB表面处理的优缺点 1.裸铜PCB![]() ![]() PCB组装过程中容易产生焊珠,容易造成细间距元器件短路。 用于双面PCB SMT工艺时,由于第二面经过高温回流焊,在重力作用下极易重新熔化产生焊珠或类似水珠滴落的球形焊球,造成表面凹凸不平,从而影响焊接。 HASL pcb表面处理技术确实在PCB表面处理技术中起着主导作用。 在过去几年中,超过四分之三的 PCB 是 HASL,但在过去十年中,该行业一直在减少 HASL 的使用。 HASL pcb 表面处理工艺脏、臭、危险,因此它一直不是人们喜欢的工艺,但它非常适用于较大的元件和较宽间距的线路。 在高密度PCB中,HASL工艺的平整度会影响后续组装; 因此,HDI板一般不采用HASL作为表面光洁度。 随着技术的发展,现在业界出现了适合更小装配间距的QFP和BGA HASL工艺,但实际应用较少。 目前,部分工厂采用OSP工艺和ENIG工艺来替代HASL工艺。 技术的发展也使得一些工厂使用了沉锡和沉银。 再加上近年来无铅化的趋势,进一步限制了HASL pcb表面处理技术的使用。 虽然已经出现了无铅HASL表面处理,但这会涉及到设备兼容性问题。 3. OSP(有机可焊性防腐剂)![]() OSP pcb表面光洁度优势: 平坦的表面 无铅 简单的过程 低成本 板子过期(三个月)可以修,但一般只能修一次。 OSP pcb表面光洁度缺点: 保质期短, 无法测量厚度 不利于 PTH(镀通孔) 敏感,易受酸和湿气影响。用于二次回流焊,需要在一定时间内完成。 通常,第二次回流焊接结果会很差。 OSP是绝缘层,因此在接触探针进行电气测试之前,必须用焊膏覆盖测试焊盘以去除原来的OSP。 我们可以对低技术含量的 PCB 使用 OSP 表面处理。 它也可以用于高科技PCB,如单面电视PCB和高密度芯片封装PCB。 对于BGA,OSP应用广泛。 如果PCB没有表面连接功能要求或保质期限制,OSP工艺将是最理想的表面处理。 但是,OSP不适用于少量多样化的产品,也不适合需求预估不确定的产品。 如果公司印制电路板的库存经常超过六个月,不建议使用OSP表面处理的印制电路板。 4. ENIG(化学镀镍浸金)![]() 与OSP表面处理不同,ENIG pcb表面处理主要用在有功能表面连接要求和保质期长的PCB板上。 由于HASL工艺的平坦度和OSP工艺中助焊剂的去除,ENIG得到了广泛的应用。 但由于ENIG pcb表面光洁度出现黑焊盘,减少了ENIG技术的应用。 通常,便携式电子产品(如手机),几乎都使用OSP、沉锡、沉银。 并采用ENIG形成按键区、接触区、EMI屏蔽区,称为选择性ENIG pcb表面处理技术。 5. 浸银 (IAg)![]() 沉银工艺介于ENIG和化学镀镍之间,简单快捷。 即使暴露在高温和潮湿的环境中,银仍能保持良好的可焊性,但会失去光泽。 如果PCB有连接功能要求,需要降低成本,沉银是一个不错的选择。 银浸pcb具有良好的平整度和接触性,广泛应用于通信、汽车、计算机产品和高速信号设计。 由于其良好的电性能,沉银也可用于高频信号。 EMS推荐沉银工艺,因为它易于组装且具有良好的检查性能。 6. 浸锡 (ISn)![]() 浸锡在焊接时不引入任何新元素,因此特别适用于通讯PCB板。 锡会在超过电路板的保质期后失去其可焊性,因此浸锡需要更好的储存条件。 此外,浸锡表面处理因含有致癌物质而限制使用。 7. 化学镀镍化学镀钯金(ENEPIG)![]() 它可以在广泛的应用中使用。 同时,ENEPIG surface finish 可有效防止黑焊盘缺陷带来的连接可靠性问题,可替代 ENIG surface finish。 缺点:虽然 ENEPIG 具有许多优点,但 Pd 价格昂贵且是稀缺资源。 同时,制造过程控制要求严格而复杂。 与ENIG相比,ENEPIG在Ni和Au之间多了一层Pd。 在置换 Au 的沉积反应中,化学镀 Pd 涂层保护镍层不被置换 Au 过度腐蚀。 Pd为Au浸出做好充分准备,同时防止置换反应引起的腐蚀。 Ni的沉积厚度一般为120~240μin(约3~6μm),Pd的沉积厚度为4~20μin(约0.1~0.5μm),Au的沉积厚度一般为1~4μin(约0.02~0.1μm)。 |
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