PCB 表面处理概述
表面光洁度是 PCB 制造中的关键步骤, 直接影响可焊性, 可靠性, 和组件的保质期. 它在裸露的铜上形成保护层，以防止氧化并确保组件焊接过程中牢固的金属间结合.
常见的表面处理类型
富虹电子提供多种表面处理以满足不同的应用需求:
喷锡 (热风焊锡整平)
无铅喷锡
同意 (化学镀镍沉金)
埃内皮克 (化学镀镍 化学镀钯 沉金)
开放源码软件 (有机可焊性保护剂)
沉银 & 浸锡
软金 (用于引线键合)
其中, HASL 无铅和 ENIG 由于其性能和成本的平衡而被最广泛使用. OSP 和浸锡在特定应用中也很受欢迎.
为什么表面光洁度很重要
- 保护铜免遭氧化
- 在组装过程中实现可靠的焊接
- 延长 PCB 的保质期
- 确保焊盘平整度, 特别适用于SMT元件
适当的表面光洁度不仅可以提高产品性能，还可以增强存储和最终使用环境中的耐用性.
什么是HASL PCB表面处理
(热风焊锡整平) HASL 是应用于电路板的传统表面处理. 通常将电路板浸入熔化的焊料浴中，以用焊料覆盖所有暴露的铜表面. 通过将电路板穿过热风刀来分离多余的焊料. 在这种情况下，焊料是锡铅混合物.
哈尔: 典型厚度 1 – 40一. 保质期:12 月
哈尔的优点:
- 优异的可焊性
- 便宜 / 低成本
- 允许大的处理窗口
- 长期的行业经验 / 众所周知的完成
- 多次热偏移
HAL 表面光洁度的缺点:
- 厚度差异 / 大焊盘和小焊盘之间的地形
- 不适合 < 0,5μ米间距SMD & 球栅阵列
- 细间距桥接
- 不适合 HDI 产品
HASL 无铅 PCB 表面处理:
这是喷锡的一种变体，其中使用无铅合金，例如锡/银/铜 (国家标准委员会), 锡/铜/钴, 锡/铜/镍/锗
无铅喷锡: 典型厚度 1 – 40一. 保质期: 12 月
优点 HAL 无铅表面处理:
- 优异的可焊性
- 相对便宜
- 允许大的处理窗口
- 多次热偏移
HAL 无铅表面处理的缺点:
- 厚度差异 / 大焊盘和小焊盘之间的地形 – 但程度低于 SnPb
- 加工温度高 – 260-270 摄氏度
- 不适合 < 0,5μ米间距SMD & 球栅阵列
- 细间距桥接
- 不适合 HDI 产品
什么是沉金电镀, ENIG 或化学金
ENIG代表化学镀镍浸金, 也称为化学金, 包括化学镀镍，表面覆盖一层薄薄的浸金涂层, 保护铜不被氧化.
同意: 典型厚度 3 – 6镍 / 1-5 微英寸金. 保质期: 12 月
优势 ENIG 表面处理:
- 浸没处理 = 出色的平整度
- 适合细间距 / 球栅阵列 / 较小的组件
- 经过尝试和测试的过程
- 可引线键合
ENIG 表面处理的缺点:
- 昂贵的饰面
- BGA 上的黑焊盘问题
- 对阻焊层有侵蚀性 – 首选较大的阻焊坝
- 避免使用阻焊剂定义的 BGA
- 不应仅堵塞一侧的孔
什么是浸锡
浸锡包括沉积在 PCB 铜层上的一层薄锡.
这是一种无铅表面处理，因此符合 RoHS 标准，是小型几何形状和组件的绝佳选择. 适用于平面要求和细间距元件.
浸锡: 典型厚度 ≥ 1.0μ米. 保质期: 6 月
浸锡表面处理的优点:
- 浸没处理 = 出色的平整度
- 适合细间距 / 球栅阵列 / 较小的组件
- 无铅表面处理的中等成本
- 压配合合适的表面处理
- 良好的可焊性
浸锡表面处理的缺点:
- 对操作非常敏感 – 必须使用手套
- 锡须问题
- 对阻焊层具有侵蚀性 – 阻焊坝应 ≥ 127μ米
- 使用前烘烤可能会产生负面影响
- 不建议使用可剥离面膜
- 不应仅堵塞一侧的孔
PCB沉银表面处理是什么
浸银由镀在 PCB 上的无铅银层组成，可保护铜迹线免受腐蚀. 银表面处理可以通过化学浸入反应应用于铜迹线, 置换铜层.
沉银: 典型厚度 0.12 – 0.40一. 保质期: 6 月
沉银表面处理的优点:
- 浸没处理 = 出色的平整度
- 适合细间距 / 球栅阵列 / 较小的组件
- 无铅表面处理的中等成本
沉银表面处理的缺点:
- 对操作非常敏感 / 玷污 / 化妆品问题 – 必须使用手套
- 需要特殊包装 – 如果包装打开且未使用所有板, 必须迅速重新密封.
- 装配阶段之间的操作窗口短
- 不建议使用可剥离面膜
- 不应仅从一侧堵孔
- 减少供应链选项以支持此完成
什么是OSP PCB表面处理 (还没有)
有机可焊性保护剂简称OSP (在日本也称为Entek), 这是一种用于铜焊盘的水性有机表面处理剂. 它选择性地粘合到铜上并在焊接前保护焊盘.
开放源码软件: 典型厚度0.20-0.65μ米. 保质期: 6 月
OSP表面光洁度的优点:
- 优异的平整度
- 适合细间距 / 球栅阵列 / 较小的组件
- 便宜 / 低成本
- 可以返工
- 干净的, 环保工艺
OSP表面光洁度的缺点:
- 对操作非常敏感 – 必须使用手套并避免划伤
- 装配阶段之间的操作窗口短
- 热循环有限，因此不适合多种焊接工艺 (>2/3)
- 保质期有限 – 不适合特定货运模式和长期库存
- 非常难以检查
- 清洁印刷错误的焊膏会对 OSP 涂层产生负面影响
- 使用前烘烤可能会产生负面影响
什么是 ENEPIG PCB 表面处理
ENEPIG 或化学镀镍化学镀钯浸金是 ENIG 的变体.
这里, 钯涂层作为保护层，以阻止镍的氧化并阻止扩散到铜层. 尽管 ENIG 和 ENEPIG 的成本高于其他表面处理, 它为 PCB 提供了出色的可焊性.
埃内皮克: 典型厚度 = 镍 3 – 6一 / 钯是 0.05 – 0.3一 / 金子 1-5
微英寸. 保质期= 12 月
ENEPIG 表面处理的优点:
- 非常适合引线键合
- 消除黑垫问题
- 浸没处理 = 出色的平整度
- 钯减少了镍对高速设计的影响
ENEPIG 表面处理的缺点:
- 昂贵的饰面
- 尚未广泛使用
- 可焊性受钯沉积的影响
什么是硬金 / 边缘接触 PCB 表面光洁度? (99.6% 纯度)
镍上镀有硬金, 与其他饰面相比，它具有良好的稳定性并且不易损坏. 因为它的耐用性, 这种类型的 PCB 电镀用于涉及机械接触的应用, 例如按钮和键盘.
硬金: 最小. 等级金厚度 1 & 2 板是 0.8 μ米, 和班级 3 板 1.25 μ米. 等级的最小镍厚度 1 板是 2 μ米, 和班级 2 & 3 板 2.5 μ米. 保质期: 12 月
硬金表面处理的优点:
1. 耐用的表面可抵抗机械摩擦. 这是它表现最好的地方.
2. 使用寿命长
3. 符合 RoHS 标准
硬金表面处理的缺点:
1. 昂贵的
2. 可焊性差, 因此建议仅选择性电镀.
硬金表面处理的厚度将根据应用而变化. 当硬金用于军事应用中的合规性时, 最小厚度应为 50 -100 微英寸.
非军事应用需要 25 到 50 微英寸. 以下是建议的最小和最大厚度值:
- 17.8 μ建议 IPC 最大可焊接厚度为 in
- 25 μ黄金以上 100 μ镍材质，符合 IPC 等级 1 & 班级 2 应用
- 50 μ黄金以上 100 μ镍材质，符合 IPC 等级 3 应用
什么是软金表面处理
软金也称为电解引线键合金. 柔和的金色饰面, 顾名思义, 外镀金含有更高的金纯度. 软金具有 99.9% 纯度.
软金饰面用于主要为需要引线键合的应用而设计的电路板, 高可焊性和焊接性. 与硬金相比，软金产生更坚固的焊接接头.
电解丝键合金的优点 / 软金
1． 保质期长
2． 允许强健的关节
3． 确保牢固的连接
电解丝键合金的缺点 / 软金
1. 可能很贵
2. 尚未广泛使用
选择 PCB 表面处理的关键因素
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