8 常見的 PCB 表面處理: 如何選擇合適的?

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內容
如何選擇PCB表面處理

PCB 表面處理是應用於電路板裸露銅跡線和焊盤的塗層或處理. 它在 PCB 功能和使用壽命中起著至關重要的作用. 本指南將概述 8 主要 PCB 表面處理及其優點, 限制和應用. 此外, 我們列出了為您的電路板選擇正確 PCB 表面處理的關鍵考慮因素. 讓我們繼續閱讀.

為什麼 PCB 表面處理是必要的?

將 PCB 表面處理應用於 PCB製造 對於保護銅跡線免受氧化和環境污染物的影響至關重要. 這些 PCB 表面處理可防止潮濕, 灰塵, 化學品, 和極端溫度, 防止滲透和腐蝕 線路板材料. 它們還有助於組裝過程中的有效焊接和粘合, 增強導熱性和導電性以提高電路效率. 正確的表面處理可減少磨損,從而延長 PCB 的使用壽命, 防止鏽跡堆積, 並阻止可能導致短路的枝晶發育. 全面的, 表面處理對於製造和功能至關重要, 保持可焊性, 限制環境破壞, 並確保特定應用的順利製造.

8 PCB 表面處理的類型

  1. 噴槍

熱風焊錫整平 (噴槍) 是最常見的 PCB 表面處理之一,因為其成本低且易於焊接. HASL 製程涉及將 PCB 浸入液體焊料中, 然後用熱風刀將表面平整. 雖然價格便宜且方便, 噴錫有一些限制. 不平坦的地形可能會導緻小問題 表面貼裝元件 在下面 0805 封裝尺寸或細間距 BGA(球柵陣列). 高密度互連板上焊盤之間的橋接也是一個風險. 此外, 標準錫鉛噴錫板含有鉛, 所以不符合RoHS法規. 無鉛噴錫是一種選擇,但成本較高.

適用於主要具有通孔元件或大型表面貼裝的電路板, HASL 仍然是一個不錯的經濟選擇. 但對於具有超細間距元件的電路板, 密集路由, 和無鉛要求, 其他飾面可能更好.

  1. 無鉛噴錫

無鉛熱風焊錫整平 (噴槍) 使用錫銅, 錫鎳, 或錫銅鎳合金而不是標準錫鉛焊料. 這使其成為符合 RoHS 標準的經濟選擇. 然而, 與傳統噴錫一樣, 它仍然受到不均勻的地形的影響,這可能會導緻小型表面貼裝的問題.

適用於具有高密度細間距元件的電路板, 儘管成本稍高,浸沒式塗層可能是更好的選擇. 浸入式表面處理提供的均勻沉積有助於防止具有微型晶片元件或球柵陣列的電路板上出現橋接和其他缺陷.

一般來說, 無鉛噴錫具有成本效益高的可焊性並符合法規要求. 然而,某些具有小封裝尺寸或精細特徵尺寸的應用可能會受益於浸沒式表面處理改善的表面均勻度.

  1. 同意

鎳基化學鍍金 (同意) 是一種 PCB 表面處理,由鍍鎳層和薄金層覆蓋組成. 這種組合提供了耐用的, 耐腐蝕表面處理,保存期限長達數年.

浸入式沉積製程可形成均勻的平坦表面,非常適合具有以下特性的電路板: 細間距 組件, BGA, 和小型晶片封裝. ENIG 還可以實現引線鍵合. 然而, 與其他飾面相比,它的成本較高.

ENIG 需要注意的潛在問題是 BGA 封裝下的黑色焊盤形成以及阻焊層的侵蝕性蝕刻, 這可能需要更大的面罩壩. 完全阻焊層定義的 BGA 也應避免使用這種表面處理.

沉金 PCB 表面處理

  1. ENEPIG

化學鍍鎳 化學鍍鈀 沉金 (ENEPIG) 是一種多層 PCB 表面處理,於 20 世紀 90 年代首次推出. 它由連續的鎳鍍層組成, 鈀, 和黃金. 雖然最初由於鈀金成本高而沒有被廣泛採用, ENEPIG 近年來重新引起人們的興趣.

這種表面處理的可焊性可與 ENIG 和浸銀等表面處理相媲美, 以及優異的耐腐蝕性和延長的保質期 12 月. 均勻的金屬沉積提供了平坦的表面光潔度,非常適合具有高密度組件和精細特徵尺寸的電路板. ENEPIG 也可進行引線鍵合.

潛在的缺點仍然是比其他常見飾面成本更高,並且對可返工性有一些限制. 與製造流程的兼容性也需要考慮. 然而, 對於有保存期限要求的板材, 可鍵合性, 和可焊性, 儘管 ENEPIG 成本溢價,但仍值得考慮.

  1. 硬金

硬金鍍層是最耐用的 PCB 飾面之一, 典型厚度為 30-50 沉積了微英吋的金 100 微英寸鎳. 它為連接器等頻繁插拔的組件提供出色的耐磨性. 然而, 硬金也是最昂貴的飾面之一.

由於其焊接能力有限, 硬金在焊點的應用很少. 典型應用包括邊緣連接器, 電池觸點, 和原型板上的測試點. 儘管成本較高,但其硬度和使用壽命使其非常適合這些用例.

鍍硬金的優點是使用壽命長, 無鉛相容性, 和耐腐蝕性. 缺點包括價格昂貴且通常需要額外的處理步驟,例如總線電鍍.

鍍硬金

  1. 沉銀

浸銀是一種無鉛 PCB 表面處理,不會像錫基表面處理那樣氧化銅. 然而, 暴露在空氣中通常會導致其失去光澤. 為了保持可焊性, 浸銀 PCB 需要保護性包裝,且保存期限較短 6-12 月. 從包裝中取出後, 電路板應在表面處理退化前一天內進行焊接.

浸入式沉積製程為具有細間距元件或球柵陣列的電路板創造了出色的表面平整度. 相對於金基飾面,浸銀也具有成本效益. 然而, 處理和暴露風險意味著組裝人員必須在電路板拆包後快速工作. 應避免使用可剝離的面罩,以防止飾面損壞.

沉銀 PCB 表面處理

  1. 浸錫

浸錫, PCB 的無鉛表面處理, 使用化學沉積技術實現. 它在銅跡線上提供了一層薄而均勻的錫塗層. 浸錫的平坦形貌使其非常適合具有細間距元件的電路板, 球柵陣列, 和其他小型表面貼裝. 作為一種經濟的浸沒塗料, 錫確實有缺點. 隨著時間的推移它會氧化, 降低可焊性. 確保焊點質量, 裝配應遵循 30 電鍍天數. 大批量生產可以緩解這種情況, 但較低的產​​量可能需要更穩定的表面處理,例如浸銀.

由於浸錫對污染和晶須生長風險敏感,因此需要小心處理. 它還蝕刻阻焊層並限制可剝離掩模的使用. 然而, 適用於成本敏感的含鉛或無鉛板,可快速組裝, 浸錫可提供可靠的可焊性.

  1. OSP

有機可焊性防腐劑 (OSP) 透過沉積薄薄的有機塗層來保護印刷電路板上的銅表面. 此 OSP 層是透過浸漬或噴塗等自動化過程施加的. 它可以防止焊接前銅氧化.

OSP薄膜非常薄, 在範圍內 0.05 至 0.2 微米, 所以厚度不能直接測量. 它們提供臨時保護,典型保質期為 3-6 月. 與金屬飾面相比, OSP 對環境的影響極小. 然而, 它們需要小心處理以避免塗層損壞.

OSP 的優點包括低成本, 簡單的流程添加, 可返工性, 和無鉛相容性. 缺點是保存期限短, 無法保護電鍍通孔, 以及自動光學檢查的潛在問題.

OSP PCB 表面處理

如何為您的 PCB 選擇合適的表面處理?

以下我們列出了為您的 PCB 專案選擇印刷電路板表面光潔度時的幾個關鍵考慮因素:

可焊性 – 組裝過程中表面被焊錫潤濕的能力, 對於確保良好的焊點可靠性很重要.

保存期限 – 它是指在氧化發生之前,塗層能夠保持可焊性的時間。, 這對於長期保存 PCB 至關重要.

熱循環性能 - 表面光潔度應能承受運轉過程中的反覆加熱和冷卻循環,而不會破裂或降解. 這對於在預期環境中承受溫度波動和熱應力的產品非常重要.

耐磨性 – 理想的表面光潔度可在處理過程中抵抗磨損或降解, 集會, 連接器的配合, 或其他機械過程.

成本 – 對於不同的表面光潔度,材料和加工成本可能會大不相同, 因此需要平衡預算與效能要求.

無鉛相容性 – 是否使用無鉛焊料合金, 表面光潔度必須與無鉛焊料相容且可被無鉛焊料潤濕.

環境法規 – 表面光潔度必須符合有害物質使用的任何立法限制, 例如歐洲的RoHS指令.

最後的話

為您的產品選擇最佳的 PCB 表面光潔度涉及評估多種因素. 如果您仍在考慮下一個專案的理想 PCB 表面光潔度, 與我們聯繫. 我們將協助您做出正確的選擇. 擁有近二十年為全球不同產業的領導技術品牌製造 PCB 的經驗, 我們公司在 PCB 製造和組裝方面已具備相當的熟練程度, 利用廣泛的表面處理技術.

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