1、表面处理方式讨论学习1ppt课件常见的表面工艺大致分为有铅与无铅工艺。v有铅的有:有铅喷锡(HASL)v无铅的有:无铅喷锡、有机可焊性保护(OSP)、化镍浸金(ENIG),化镍钯浸金(ENEPIG)、浸银(Immersion silver)等v注:一般国内的说法是沉金/沉银/沉锡.后面大家可以置换一下哈!_!2ppt课件各类型板对应的表面处理方式.vSMT:根据客户要求来定.v有金手指的板卡:选择性镀金(金手指等非焊接的是硬金,亮度比较好,但不方便焊接)v按键板:沉金或者镀金工艺,我司使用镀金的比较少.(由于在研发阶段,为了降低成本采用沉金工艺的居多。沉金的金面不耐磨是软金,而镀金的金面耐磨是
2、硬金,在外观上镀金的表面会比沉金光亮.)3ppt课件各表面处理方式的应用及局限性vHASL 在穿孔器件占主导地位的场合,波峰焊是最好的焊接方法。采用热风整平(HASL,Hot-air solder leveling)表面处理技术足以满足波峰焊的工艺要求,当然对于结点强度(尤其是接触式连接)要求较高的场合,多采用电镀镍/金的方法。HASL是在世界范围内主要应用的表面处理技术,但是有三个主要动力推动着电子工业不得不考虑HASL的替代技术:成本、新的工艺需求和无铅化需要。4ppt课件HASL特点v优点:成本低v缺点:1.HASL技术处理过的焊盘不够平整,共面性不能满足细间距焊盘的工艺要求.2.铅对环
3、境的影响5ppt课件OSPv有机可焊性保护层(OSP)v故名思意,有机可焊性保护层(OSP,Organic solderability preservative)是一种有机涂层,用来防止铜在焊接以前氧化,也就是保护PCB焊盘的可焊性不受破坏。目前广泛使用的两种OSP都属于含氮有机化合物,即连三氮茚(Benzotriazoles)和咪唑有机结晶碱(Imidazoles)。它们都能够很好的附着在裸铜表面,而且都很专一只情有独钟于铜,而不会吸附在绝缘涂层上,比如阻焊膜。连三氮茚会在铜表面形成一层分子薄膜,在组装过程中,当达到一定的温度时,这层薄膜将被熔掉,尤其是在回流焊过程中,OSP比较容易挥发掉。
4、咪唑有机结晶碱在铜表面形成的保护薄膜比连三氮茚更厚,在组装过程中可以承受更多的热量周期的冲击。6ppt课件OSP特点v优点:OSP不存在铅污染问题,所以环保。v缺点:1.由于OSP透明无色,所以检查起来比较困难,很难辨别PCB是否涂过OSP。2.OSP本身是绝缘的,它不导电。会影响电气测试。(因为OSP不导电,所以在这种表面处理时,ICT要开纲网.)OSP更无法用来作为处理电气接触表面,比如按键的键盘表面。3.OSP在焊接过程中,需要更加强劲的Flux,否则消除不了保护膜,从而导致焊接缺陷。4.在存储过程中,OSP表面不能接触到酸性物质,温度不能太高,否则OSP会挥发掉。不能存放长时间.7pp
5、t课件ENIGv化镍浸金(ENIG)v通过化学方法在铜表面镀上Ni/Au。内层Ni的沉积厚度一般为120240in(约36m),外层Au的沉积厚度比较薄,一般为24inch(0.050.1m)。Ni在焊锡和铜之间形成阻隔层。焊接时,外面的Au会迅速融解在焊锡里面,焊锡与Ni形成Ni/Sn金属间化合物。外面镀金是为了防止在存储期间Ni氧化或者钝化,所以金镀层要足够密,厚度不能太薄。8ppt课件ENIG特点v优点:1.ENIG处理过的PCB表面非常平整,共面性很好,用于按键接触面非他莫属。2.ENIG可焊性极佳,金会迅速融入熔化的焊锡里面,从而露出新鲜的Ni.v缺点:ENIG 的工艺过程比较复杂,
6、而且如果要达到很好的效果,必须严格控制工艺参数。最为麻烦的是,ENIG处理过的PCB表面在ENIG或焊接过程中很容易产生黑盘效应(Black pad),从而给焊点的可靠性带来灾难性的影响。黑盘的产生机理非常复杂,它发生在Ni与金的交接面,直接表现为Ni过度氧化。金过多,会使焊点脆化,影响可靠性。9ppt课件ENEPIGv化镍钯浸金(ENEPIG)ENEPIG与ENIG相比,在镍和金之间多了一层钯。Ni的沉积厚度为120240in(约36m),钯的厚度为420in(约0.10.5m),金的厚度为14in(约 0.020.1m)。钯可以防止出现置换反应导致的腐蚀现象,为浸金作好充分准备。金则紧密的
7、覆盖在钯上面,提供良好的接触面10ppt课件ENEPIG特点v应用:化镍钯浸金的应用非常广泛,可以替代化镍浸金。在焊接过程中,钯和金都会融解到熔化的焊锡里面,从而形成镍/锡金属间化合物。v局限性:化镍钯浸金虽然有很多优点,但是钯的价格很贵,同时钯是一种短缺资源,主要出产在前苏联。同时与化镍浸金一样,控制要求其工艺很严。11ppt课件浸银v浸银(Immersion silver)v通过浸银工艺处理,薄(515in,约0.10.4m)而密的银沉积提供一层有机保护膜,铜表面在银的密封下,大大延长了寿命。浸银的表面很平,而且可焊性很好。12ppt课件浸银特点v应用:浸银焊接面可焊性很好,在焊接过程中银
8、会融解到熔化的锡膏里,和HASL和OSP一样在焊接表面形成Cu/Sn金属间化合物。浸银表面共面性很好,同时不像OSP那样存在导电方面的障碍,但是在作为接触表面(如按键面)时,其强度没有金好。v局限性:浸银的一个让人无法忽略的问题是银的电子迁移问题。当暴露在潮湿的环境下时,银会在电压的作用下产生电子迁移。通过向银内添加有机成分可以降低电子迁移的发生。13ppt课件浸锡v浸锡v由于两个原因才采用了浸锡工艺:其一是浸锡表面很平,共面性很好;其二是浸锡无铅。但是在浸锡过程中容易产生Cu/Sn金属间化合物,Cu/Sn金属间化合物可焊性很差。v如果采用浸锡工艺,必须克服两障碍:颗粒大小和Cu/Sn金属间化合物的产生。浸锡颗粒必须足够小,而且要无孔。锡的沉积厚度不低于40in(1.0m)是比较合理的,这样才能提供一个纯锡表面,以满足可焊性要求。14ppt课件浸锡特点v优缺点:浸锡的最大弱点是寿命短,尤其是存放于高温高湿的环境下时,Cu/Sn金属间化合物会不断增长,直到失去可焊性。15ppt课件提醒v一般需要注意的是:一个板有两种或者两种以上的表面处理:如金手指的板卡类/部分手机主板类/特殊要求的板等.一定要搞清楚表面处理的选择.v从PCB加工成本上来说,有的厂家对OSP等会额外收费.也需要和板厂确认一下.16ppt课件