PCB 表面处理、优点和缺点
任何涉及印刷电路板的人( 电路板 ) 行业了解 PCB 的表面有铜饰面。如果不加以保护,铜就会氧化变质,导致电路板无法使用。表面光洁度形成元件和 PCB 之间的关键界面。表面处理有两个基本功能,保护裸露的铜电路,并在将组件组装(焊接)到印刷电路板上时提供可焊接表面。
HASL 是工业中使用的主要表面处理。该工艺包括将电路板浸入锡/铅合金熔炉中,然后使用“气刀”将热空气吹过电路板表面,去除多余的焊料。
HASL 工艺的一个意想不到的好处是它将 PCB 暴露在高达 265°C 的温度下,这将在任何昂贵的组件连接到电路板之前识别出任何潜在的分层问题。
根据电子工业联合会 IPC 的说法,浸锡 (ISn) 是一种通过化学置换反应沉积的金属饰面,直接涂在电路板的基础金属(即铜)上。ISn 保护底层铜在其预期保质期内不被氧化。
然而,铜和锡彼此之间具有很强的亲和力。一种金属扩散到另一种金属中是不可避免的,直接影响沉积物的保质期和表面处理的性能。锡须生长的负面影响在行业相关文献和多篇已发表论文的主题中有详细描述。
浸银是一种非电解化学表面处理,通过将铜 PCB 浸入银离子槽中进行应用。对于具有 EMI 屏蔽的电路板来说,它是一种很好的表面处理选择,也可用于圆顶触点和引线键合。银的平均表面厚度为 5-18 微英寸。
考虑到 RoHS 和 WEE 等现代环境问题,浸银比 HASL 和 ENIG 更环保。由于其成本低于 ENIG,它也很受欢迎。
OSP(有机可焊性保护剂)或防锈剂通常使用传送带工艺在裸露的铜上涂上一层非常薄的材料保护层,从而防止铜表面氧化。
它使用一种水性有机化合物,可以选择性地与铜结合,并提供一个有机金属层,在焊接前保护铜。与其他常见的无铅饰面相比,它也非常环保,后者要么毒性更大,要么能耗高得多。
ENIG 是 2-8 μin Au 和 120-240 μin Ni 的双层金属涂层。镍是铜的屏障,是元件实际焊接到的表面。金在储存期间保护镍,还提供薄金沉积物所需的低接触电阻。由于 RoHs 法规的发展和实施,ENIG 现在可以说是 PCB 行业中最常用的表面处理。
ENEPIG 是电路板表面处理领域的一个相对较新的产品,于 90 年代末首次上市。这种由镍、钯和金组成的三层金属涂层提供了一种与众不同的选择:它是可粘合的。ENEPIG 在印刷电路板表面处理方面的第一个突破由于其极高的钯层成本和低使用需求而在制造过程中失败。
出于同样的原因,对单独生产线的需求并不受欢迎。最近,ENEPIG 卷土重来,因为这种表面处理具有满足可靠性、封装需求和 RoHS 标准的潜力。它非常适合间距有限的高频应用。
与其他四大饰面、ENIG、无铅 HASL、浸银和 OSP 相比,ENEPIG 在装配后的腐蚀水平上优于所有其他饰面。
硬电解金由镀在镍阻挡层上的金层组成。硬金非常耐用,最常用于边缘连接器手指和键盘等高磨损区域。
与 ENIG 不同,它的厚度可以通过控制电镀周期的持续时间来改变,尽管手指的典型最小值是 1 级和 2 级 30 μin 金超过 100 μin 镍,3 级 50 μin 金超过 100 μin 镍。
硬金一般不应用于可焊区域,因为其成本高,可焊性相对较差。IPC 认为可焊接的最大厚度为 17.8 μin,因此如果必须在待焊接表面使用此类金,建议的标称厚度应为 5-10 μin 左右。
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