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PCB線路板廠家五種表面處理工藝
時(shí)間:2018-09-27瀏覽次數(shù):3217 作者:協(xié)誠達(dá)電子1. 熱風(fēng)整平
熱風(fēng)整平又名熱風(fēng)焊料整平,,它是在PCB表面涂覆熔融錫鉛焊料并用加熱壓縮空氣整(吹)平的工藝,,使其形成一層既抗銅氧化,,PCB線路板廠家又可提供良好的可焊性的涂覆層,。熱風(fēng)整平時(shí)焊料和銅在結(jié)合處形成銅錫金屬間化合物,。保護(hù)銅面的焊料厚度大約有1-2mil,。
線路板進(jìn)行熱風(fēng)整平時(shí)要浸在熔融的焊料中,;風(fēng)刀在焊料凝固之前吹平液態(tài)的焊料,;風(fēng)刀能夠?qū)~面上焊料的彎月狀最小化和阻止焊料橋接,。熱風(fēng)整平分為垂直式和水平式兩種,,一般認(rèn)為水平式較好,主要是水平式熱風(fēng)整平鍍層比較均勻,,可實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn),。熱風(fēng)整平工藝的一般流程為:微蝕→預(yù)熱→涂覆助焊劑→噴錫→清洗。
2. 有機(jī)涂覆
有機(jī)涂覆工藝不同于其他表面處理工藝,,它是在銅和空氣間充當(dāng)阻隔層,;有機(jī)涂覆工藝簡單、成本低廉,,這使得它能夠在業(yè)界廣泛使用,。早期的有機(jī)涂覆的分子是起防銹作用的咪唑和苯并[敏感詞],[敏感詞]的分子主要是苯并咪唑,,它是化學(xué)鍵合氮功能團(tuán)到PCB上的銅,。在后續(xù)的焊接過程中,如果銅面上只有一層的有機(jī)涂覆層是不行的,,必須有很多層,。這就是為什么化學(xué)槽中通常需要添加銅液。在涂覆[敏感詞]層之后,,涂覆層吸附銅,;接著第二層的有機(jī)涂覆分子與銅結(jié)合,直至二十甚至上百次的有機(jī)涂覆分子集結(jié)在銅面,,這樣可以保證進(jìn)行多次回流焊,。試驗(yàn)表明:[敏感詞]的有機(jī)涂覆工藝能夠在多次無鉛焊接過程中保持良好的性能。
有機(jī)涂覆工藝的一般流程為:脫脂→微蝕→酸洗→純水清洗→有機(jī)涂覆→清洗,,過程控制相對其他表面處理工藝較為容易,。
3. 化學(xué)鍍鎳/浸金
PCB線路板廠家化學(xué)鍍鎳/浸金工藝不像有機(jī)涂覆那樣簡單,化學(xué)鍍鎳/浸金好像給PCB穿上厚厚的盔甲;另外化學(xué)鍍鎳/浸金工藝也不像有機(jī)涂覆作為防銹阻隔層,,它能夠在PCB長期使用過程中有用并實(shí)現(xiàn)良好的電性能,。因此,化學(xué)鍍鎳/浸金是在銅面上包裹一層厚厚的,、電性良好的鎳金合金,,這可以長期保護(hù)PCB;另外它也具有其它表面處理工藝所不具備的對環(huán)境的忍耐性,。鍍鎳的原因是由于金和銅間會相互擴(kuò)散,,而鎳層能夠阻止金和銅間的擴(kuò)散;如果沒有鎳層,,金將會在數(shù)小時(shí)內(nèi)擴(kuò)散到銅中去,。化學(xué)鍍鎳/浸金的另一個(gè)好處是鎳的強(qiáng)度,,僅僅5微米厚度的鎳就可以限制高溫下Z方向的膨脹,。此外化學(xué)鍍鎳/浸金也可以阻止銅的溶解,這將有益于無鉛組裝,。
化學(xué)鍍鎳/浸金工藝的一般流程為:酸性清潔→微蝕→預(yù)浸→活化→化學(xué)鍍鎳→化學(xué)浸金,,主要有6個(gè)化學(xué)槽,涉及到近100種化學(xué)品,,因此過程控制比較困難,。
4. 浸銀
浸銀工藝介于有機(jī)涂覆和化學(xué)鍍鎳/浸金之間,工藝比較簡單,、快速,;不像化學(xué)鍍鎳/浸金那樣復(fù)雜,也不是給PCB穿上一層厚厚的盔甲,,但是它仍然能夠提供好的電性能,。銀是金的小兄弟,即使暴露在熱,、濕和污染的環(huán)境中,,銀仍然能夠保持良好的可焊性,但會失去光澤,。浸銀不具備化學(xué)鍍鎳/浸金所具有的好的物理強(qiáng)度因?yàn)殂y層[敏感詞]沒有鎳,。另外浸銀有好的儲存性,,浸銀后放幾年組裝也不會有大的問題。
浸銀是置換反應(yīng),,它幾乎是亞微米級的純銀涂覆,。有時(shí)浸銀過程中還包含一些有機(jī)物,,主要是防止銀腐蝕和消除銀遷移問題;一般很難測量出來這一薄層有機(jī)物,,分析表明有機(jī)體的重量少于1%。
5. 浸錫
PCB線路板廠家由于目前所有的焊料都是以錫為基礎(chǔ)的,,所以錫層能與任何類型的焊料相匹配。從這一點(diǎn)來看,,浸錫工藝極具有發(fā)展前景,。但是以前的PCB經(jīng)浸錫工藝后出現(xiàn)錫須,在焊接過程中錫須和錫遷徙會帶來可靠性問題,,因此浸錫工藝的采用受到限制,。后來在浸錫溶液中加入了有機(jī)添加劑,可使得錫層結(jié)構(gòu)呈顆粒狀結(jié)構(gòu),,克服了以前的問題,,而且還具有好的熱穩(wěn)定性和可焊性,。
浸錫工藝可以形成平坦的銅錫金屬間化合物,,這個(gè)特性使得浸錫具有和熱風(fēng)整平一樣的好的可焊性而沒有熱風(fēng)整平令人頭痛的平坦性問題;浸錫也沒有化學(xué)鍍鎳/浸金金屬間的擴(kuò)散問題——銅錫金屬間化合物能夠穩(wěn)固的結(jié)合在一起,。浸錫板不可存儲太久,,組裝時(shí)必須根據(jù)浸錫的先后順序進(jìn)行。
6. 其他表面處理工藝
其他表面處理工藝的應(yīng)用較少,,[敏感詞]來看應(yīng)用相對較多的電鍍鎳金和化學(xué)鍍鈀工藝,。
電鍍鎳金是PCB表面處理工藝的鼻祖,,自從PCB出現(xiàn)它就出現(xiàn),,以后慢慢演化為其他方式。它是在PCB表面導(dǎo)體先鍍上一層鎳后再鍍上一層金,鍍鎳主要是防止金和銅間的擴(kuò)散?,F(xiàn)在的電鍍鎳金有兩類:鍍軟金(純金,,金表面看起來不亮)和鍍硬金(表面平滑和硬,耐磨,,含有鈷等其他元素,,金表面看起來較光亮)。軟金主要用于芯片封裝時(shí)打金線,;硬金主要用在非焊接處的電性互連。
考慮到成本,,業(yè)界常常通過圖像轉(zhuǎn)移的方法進(jìn)行選擇性電鍍以減少金的使用,。目前選擇性電鍍金在業(yè)界的使用持續(xù)增加,這主要是由于化學(xué)鍍鎳/浸金過程控制比較困難,。
正常情況下,,焊接會導(dǎo)致電鍍金變脆,這將縮短使用壽命,,因而要避免在電鍍金上進(jìn)行焊接,;但化學(xué)鍍鎳/浸金由于金很薄,,且很一致,,變脆現(xiàn)象很少發(fā)生。
化學(xué)鍍鈀的過程與化學(xué)鍍鎳過程相近似,。主要過程是通過還原劑(如次磷酸二氫鈉)使鈀離子在催化的表面還原成鈀,,新生的鈀可成為推動反應(yīng)的催化劑,,因而可得到任意厚度的鈀鍍層,。化學(xué)鍍鈀的優(yōu)點(diǎn)為良好的焊接可靠性,、熱穩(wěn)定性,、表面平整性。
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