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線路板的表面處理有很多種類,線路板廠家的PCB打樣人員要根據板子的性能和需求來選擇,下面簡單分析下PCB各種表面處理的優缺點,以供參考。
PCB表面處理(li)方式主要有(you)以下幾種:
一、噴錫
HASL是工業中(zhong)用到(dao)的主要的有鉛表(biao)面處理工藝(yi)。工藝(yi)由將電路板沉浸(jin)到(dao)鉛錫合金(jin)中(zhong)形成,過多的焊(han)料(liao)被(bei)“風刀(dao)”去除,所謂(wei)的風刀(dao)就是在板子表(biao)面吹的熱風。
對(dui)于PCA工藝,HASL具有很多的優勢:它是最便宜的PCB,而且通過多次回流焊、清洗和存儲后表面層還可以焊接。對于ICT而言,HASL也提供了焊料自動覆蓋測試焊盤和過孔的工藝。然而,與現有的替代方法相比,HASL表面的平整性或者同面性很差。
現在出現了一些無鉛(qian)的(de)HASL替代工藝,由于具有HASL的自然而然的替代的特性而越來越普及。多年來HASL應用的效果不錯,但是隨著“環保”綠色工藝要求的出現,這種工藝存在的日子屈指可數。除了無鉛的問題,越來越高的板子復雜性和更精細的間距已經使HASL工藝暴露出很多的局限性。
優勢:
最低成本PCB表面工藝,在整個制造過程中保持可焊接性,對ICT無負面的影響。
劣勢:
通常(chang)使用含鉛(qian)工藝(yi),含鉛(qian)工藝(yi)現在(zai)受(shou)到限制,最(zui)終將(jiang)在(zai)2007年前消除。對于精細引腳間距(<0.64mm)的情況,可能導致焊料的橋接和厚度問題。表面不平整會導致在組裝工藝中的同面性問題。
二、OSP
有機(ji)焊料防護劑(OSP)用來在PCB的銅表面上產生薄的、均勻一致的保護層。這種覆層在存儲和組裝操作中保護電路不被氧化。這種工藝已經存在很久了,但是直到最近隨著尋求無鉛技術和精細間距解決方案才獲得普及。
就同面性(xing)和可焊(han)接性(xing)而(er)言,OSP相對于HASL在PCA組裝上具有更好的性能,但是要求對焊劑的類型和熱循環的次數進行重大的工藝改變。因為其酸性特征會降低OSP性能,使銅容易氧化,因此需要仔細處理。裝配者更喜歡處理更具柔韌性和能承受更多熱循環周期的金屬表面。
采(cai)用OSP表面處理,如果測試點沒有被焊接處理,將導致在ICT出現針床夾具的接觸問題。僅僅改以采用更鋒利的探針類型來穿過OSP層將只會導致損壞并戳穿PCA測試過孔或者測試焊盤。研究表明改用更高的探測作用力或者改變探針類型對良率影響很小。未處理的銅具有比有鉛焊接高一個數量級的屈服強度,唯一的結果是將損壞裸露的銅測試焊盤。所有的可測試性指導方針都強烈建議不直接對裸露的銅進行探測。當使用OSP時,需要對ICT階段定義一套OSP規則。最重要的規則要求在PCB工藝的開始打開版膜(Stencil),以允許焊膏能加到ICT需要接觸的那些測試焊盤和過孔上。
優點(dian):
在單位成(cheng)本上與(yu)HASL具有可比性、好的共面性、無鉛工藝、改善的可焊性。
缺(que)點:
組裝工藝需要進(jin)行大的改變(bian),如果探測未(wei)加工的銅表面會不利于ICT,過尖的ICT探針可能損壞PCB,需要手動的防范處理,限制ICT測試和減少了測試的可重復性。
OSP工(gong)藝的(de)(de)不(bu)(bu)足(zu)之處(chu)是所(suo)形成的(de)(de)保護膜(mo)極薄,易于劃(hua)傷(shang)(或(huo)擦傷(shang)),必須(xu)精(jing)心操作和(he)運放。同(tong)時,經過多次(ci)高溫焊接過程(cheng)的(de)(de)OSP膜(mo)(指未焊接的(de)(de)連接盤上(shang)OSP膜(mo))會(hui)發生(sheng)變色或(huo)裂縫,影(ying)響可(ke)焊性(xing)(xing)和(he)可(ke)靠性(xing)(xing)。錫膏印(yin)刷(shua)工(gong)藝要掌握得好,因為印(yin)刷(shua)不(bu)(bu)良的(de)(de)板不(bu)(bu)能使(shi)用IPA等進行(xing)清(qing)洗(xi),會(hui)損害(hai)OSP層。透(tou)明(ming)和(he)非(fei)金屬的(de)(de)OSP層厚度也(ye)不(bu)(bu)容易測(ce)量,透(tou)明(ming)性(xing)(xing)對涂層的(de)(de)覆(fu)蓋(gai)面程(cheng)度也(ye)不(bu)(bu)容易看出(chu),所(suo)以供應商(shang)這些(xie)方面的(de)(de)質(zhi)量穩定性(xing)(xing)較(jiao)難(nan)評(ping)估;
三、沉金
無電鍍(du)鎳金(jin)沉(chen)浸(ENIG)這種敷層在很多的電路板上得到成功應用,盡管它具有較高的單位成本,但它具有平整的表面和出色的可焊接性。主要的缺點是無電鍍鎳層很脆弱,已經發現在機械壓力下破裂的情況。這在工業上稱為“黑塊”或者“泥裂”,這導致了ENIG的一些負面報道。
優點(dian):
良好的(de)可焊接性(xing),平整(zheng)的(de)表(biao)面、長的(de)儲存壽命(ming)、可以(yi)承受(shou)多次的(de)回(hui)流焊。
缺點:
高成本(大約為HASL的5倍)、“黑塊”問題、制造工藝使用了氰化物和其他一些有害的化學物質。
四、沉(chen)銀
銀沉浸是(shi)對PCB表面處理的一種最新增加的方法。主要用在亞洲地區,在北美和歐洲正在獲得推廣。
在(zai)焊接過程中,銀層融化(hua)到焊接點中,在(zai)銅層上(shang)留(liu)下一(yi)種(zhong)錫/鉛/銀合金,這種合金為BGA封裝提供了非常可靠的焊接點。其對比色使其很容易被檢查到,它也是HASL在焊接處理上的自然替代方案。
銀(yin)沉浸是一(yi)(yi)種具有非(fei)常好發展前景(jing)的(de)(de)表面加工(gong)工(gong)藝,但和(he)所有新的(de)(de)表面工(gong)藝技術一(yi)(yi)樣,終端用戶(hu)對(dui)此非(fei)常保守。很多的(de)(de)制(zhi)造商將這種工(gong)藝作為一(yi)(yi)種“正在考察”的工藝,但是它很可能成為最好的無鉛表面工藝選擇。
優點:
好(hao)的可焊(han)接性(xing)、表面(mian)平整、HASL沉浸的自然替代。
缺點(dian):
終端用戶的保守態(tai)度意(yi)味著行業內缺少(shao)相關(guan)的信(xin)息(xi)。
五、沉錫
這是(shi)一種(zhong)較新的(de)表面處理工(gong)藝,與銀沉浸工(gong)藝具有(you)很(hen)多相似(si)的(de)特性(xing)。然而,由于要對(dui)PCB制造過程中錫沉浸工藝使用的硫脲(可能是一種致癌物)加以防范,所以有重大的健康和安全問題需要考慮。
此外,還(huan)要關注錫遷(qian)移(“錫毛刺”效應),盡管抗遷移化學制劑在控制這種問題上能獲得一定的效果。
優點:
良好的可焊接性、表面平整、相對(dui)低的成本。
缺點:
健康和安(an)全(quan)問題、熱循環周(zhou)期的次數(shu)有限。
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