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PCB焊盘表面涂(镀)层及无铅PCB焊盘涂镀层的选择

发布时间:2014/5/19 18:34:18 访问次数:2857

   自然界中除了金和铂金外,Z0221524AEC所有暴露在空气中的金属都会被氧化。为了防止PGB"铜焊盘被氧化,焊盘表面都要进行涂(镀)保护层处理。PCB焊盘表面处理的材料、工艺、质量直接影响焊接工艺和焊接质量。另外,不同的电子产品、不同工艺、不同焊接材料,对PCB焊盘表面处理的选择也是有区别的。正确选择PCB焊盘表面涂(镀)层是保证焊接质量的关键因素之一。

   PCB焊盘表面涂(镀)层

   PCB焊盘表面涂(镀)层有两种类型:有机防氧化保护涂层(OSP)和金属镀层。

   1.有机防氧化保护涂层OSP (Organic Solderability Preservatives)OSP是有机防氧化保护剂,其涂层薄(0.3~0.5 ym)、平面性好,能防止焊盘被氧化,有利于焊接,在焊接温度下自行分解;可焊性、导电性好,金属化孔内镀铜层厚度大25Um。

   OSP的优点是平整、便宜,广泛用于SMT。

   缺点是保存时间短,真空包装条件下保存期为3个月,焊接温度相对提高(225℃);不能回流很多次;OSP高温失效后引起Cu表面氧化,因此双面板回流工艺要注意;OSP无法用来处理电气接触表面,如按键的键盘表面。

   2.金属镀层

   金属镀层主要有焊料涂层( HASL)、电镀镍/金(ENEG)、化学镀镍/金(ENIG)、化学镀镍/钯/金( ENEPIG)、浸银(I-Ag)和浸锡(I-Sn)。

   (1)焊料涂层(Hot-Air Solder Leveling,HASL)

   HASL是指热风整平法。镀层厚度为7~llym。HASL的印制板真空包装可保存期为8个。

   热风整平需要热熔,通过热风整平涂覆在焊盘上,保护焊盘,可焊性好,可用于双面再流焊,能经受多次焊接。HASL最大的缺点就是表面不平整,镀层的厚度和焊盘的平整度(圆顶形)很难控制,很难贴装窄间距元器件,不能用于高密度组装中。

   HASL是波峰焊的最好选择。由于成本低,HASL是世界范围内应用最广泛的表面赴理技术。

   在传统的Pb-Sn工艺中,采用Pb-Sn HASL与焊料的相容性是最佳的,连接可靠性、焊接工艺、成本等方面都是最佳选择。

   (2)电镀镍/金(Electroless Ni/Au,ENEG)

   电镀镍/金的技术分为无电极电镀(Electroless Ni/Au)和有电极电镀(Electroplated Ni/Au)两种,大多采用无电极电镀工艺。

   优点:防氧化,耐磨性好,接触电阻小,可焊性好。常用于印制插头(金手指)或印制接触点,金层厚度大于等于1.3Um,镍层厚度为5~7Um。

   缺点:加工成本高,厚金不作为可焊层。金能与焊料中的锡形成脆性的金锡间共价化合物( AuSn4),焊点中金的含量超过3%会使焊点变脆(金脆),所以一般厚的镀金层虽然可焊性好,也不能用做焊接镀层。用于焊接的金层厚度小于等于1um。

   思考:为什么不能直接在铜表面镀金?

   由于镀金层的孔隙率大,铜可从金层的孔隙中渗出,影响可靠性。例如,金手指处时间长会“长”出绿毛,这是铜渗出被氧化、腐蚀的原因。

   解决措施:在铜与金之间镀Ni阻挡层,防止铜渗出。    

   所有的金属体系中,含Ni的夹层被认为具有更稳定的焊点界面,焊接过袒中焊料在Ni表面润湿,形成锡锞共价化合物Ni3SI14。因此对于结点强度(尤其接触式连接)要求较高的场合,多采用电镀镍/金的方法。


   自然界中除了金和铂金外,Z0221524AEC所有暴露在空气中的金属都会被氧化。为了防止PGB"铜焊盘被氧化,焊盘表面都要进行涂(镀)保护层处理。PCB焊盘表面处理的材料、工艺、质量直接影响焊接工艺和焊接质量。另外,不同的电子产品、不同工艺、不同焊接材料,对PCB焊盘表面处理的选择也是有区别的。正确选择PCB焊盘表面涂(镀)层是保证焊接质量的关键因素之一。

   PCB焊盘表面涂(镀)层

   PCB焊盘表面涂(镀)层有两种类型:有机防氧化保护涂层(OSP)和金属镀层。

   1.有机防氧化保护涂层OSP (Organic Solderability Preservatives)OSP是有机防氧化保护剂,其涂层薄(0.3~0.5 ym)、平面性好,能防止焊盘被氧化,有利于焊接,在焊接温度下自行分解;可焊性、导电性好,金属化孔内镀铜层厚度大25Um。

   OSP的优点是平整、便宜,广泛用于SMT。

   缺点是保存时间短,真空包装条件下保存期为3个月,焊接温度相对提高(225℃);不能回流很多次;OSP高温失效后引起Cu表面氧化,因此双面板回流工艺要注意;OSP无法用来处理电气接触表面,如按键的键盘表面。

   2.金属镀层

   金属镀层主要有焊料涂层( HASL)、电镀镍/金(ENEG)、化学镀镍/金(ENIG)、化学镀镍/钯/金( ENEPIG)、浸银(I-Ag)和浸锡(I-Sn)。

   (1)焊料涂层(Hot-Air Solder Leveling,HASL)

   HASL是指热风整平法。镀层厚度为7~llym。HASL的印制板真空包装可保存期为8个。

   热风整平需要热熔,通过热风整平涂覆在焊盘上,保护焊盘,可焊性好,可用于双面再流焊,能经受多次焊接。HASL最大的缺点就是表面不平整,镀层的厚度和焊盘的平整度(圆顶形)很难控制,很难贴装窄间距元器件,不能用于高密度组装中。

   HASL是波峰焊的最好选择。由于成本低,HASL是世界范围内应用最广泛的表面赴理技术。

   在传统的Pb-Sn工艺中,采用Pb-Sn HASL与焊料的相容性是最佳的,连接可靠性、焊接工艺、成本等方面都是最佳选择。

   (2)电镀镍/金(Electroless Ni/Au,ENEG)

   电镀镍/金的技术分为无电极电镀(Electroless Ni/Au)和有电极电镀(Electroplated Ni/Au)两种,大多采用无电极电镀工艺。

   优点:防氧化,耐磨性好,接触电阻小,可焊性好。常用于印制插头(金手指)或印制接触点,金层厚度大于等于1.3Um,镍层厚度为5~7Um。

   缺点:加工成本高,厚金不作为可焊层。金能与焊料中的锡形成脆性的金锡间共价化合物( AuSn4),焊点中金的含量超过3%会使焊点变脆(金脆),所以一般厚的镀金层虽然可焊性好,也不能用做焊接镀层。用于焊接的金层厚度小于等于1um。

   思考:为什么不能直接在铜表面镀金?

   由于镀金层的孔隙率大,铜可从金层的孔隙中渗出,影响可靠性。例如,金手指处时间长会“长”出绿毛,这是铜渗出被氧化、腐蚀的原因。

   解决措施:在铜与金之间镀Ni阻挡层,防止铜渗出。    

   所有的金属体系中,含Ni的夹层被认为具有更稳定的焊点界面,焊接过袒中焊料在Ni表面润湿,形成锡锞共价化合物Ni3SI14。因此对于结点强度(尤其接触式连接)要求较高的场合,多采用电镀镍/金的方法。


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