技術(shù)文章
一、PCB板表面處理:
抗氧化,噴錫,無(wú)鉛噴錫,沉金,沉錫,沉銀,鍍硬金,全板鍍金,金手指,鎳鈀金 OSP: 成本較底,可焊性好,存儲條件苛刻,時(shí)間短,環(huán)保工藝、焊接好 、平整 。
噴錫:噴錫板一般為多層(4-46層)高精密度PCB樣板,已被國內多家大型通訊、計算機、醫療設備及航空航天企業(yè)和研究單位都可以用到,金手指(connecting finger)是內存條上與內存插槽之間的連接部件,所有的信號都是通過(guò)金手指進(jìn)行傳送的。
金手指由眾多金黃色的導電觸片組成,因其表面鍍金而且導電觸片排列如手指狀,所以稱(chēng)為“金手指"。
金手指實(shí)際上是在覆銅板上通過(guò)特殊工藝再覆上一層金,因為金的抗氧化性,而且傳導性也很強。
不過(guò)因為金昂貴的價(jià)格,目前較多的內存都采用鍍錫來(lái)代替,從上個(gè)世紀90年代開(kāi)始錫材料就開(kāi)始普及,目前主板、內存和顯卡等設備的“金手指"幾乎都是采用的錫材料,只有部分高性能服務(wù)器/工作站的配件接觸點(diǎn)才會(huì )繼續采用鍍金的做法,價(jià)格自然不菲的。
二、為什么要用鍍金板
隨著(zhù)IC的集成度越來(lái)越高,IC腳也越多越密。而垂直噴錫工藝很難將成細的焊盤(pán)吹平整,這就給SMT的貼裝帶來(lái)了難度;另外噴錫板的待用壽命(shelf life)很短。
而鍍金板正好解決了這些問(wèn)題:
1、對于表面貼裝工藝,尤其對于0603及0402 超小型表貼,因為焊盤(pán)平整度直接關(guān)系到錫膏印制工序的質(zhì)量,對后面的再流焊接質(zhì)量起到?jīng)Q定性影響,所以,整板鍍金在高密度和超小型表貼工藝中時(shí)常見(jiàn)到。
2、在試制階段,受元件采購等因素的影響往往不是板子來(lái)了馬上就焊,而是經(jīng)常要等上幾個(gè)星期甚至個(gè)把月才用,鍍金板的待用壽命(shelf life)比鉛錫合金長(cháng)很多倍,所以大家都樂(lè )意采用。
再說(shuō)鍍金PCB在度樣階段的成本與鉛錫合金板相比相差無(wú)幾。
但隨著(zhù)布線(xiàn)越來(lái)越密,線(xiàn)寬、間距已經(jīng)到了3-4MIL。
因此帶來(lái)了金絲短路的問(wèn)題:隨著(zhù)信號的頻率越來(lái)越高,因趨膚效應造成信號在多鍍層中傳輸的情況對信號質(zhì)量的影響越明顯。
趨膚效應是指:高頻的交流電,電流將趨向集中在導線(xiàn)的表面流動(dòng)。根據計算,趨膚深度與頻率有關(guān)。
為解決鍍金板的以上問(wèn)題,采用沉金板的PCB主要有以下特點(diǎn):
1、因沉金與鍍金所形成的晶體結構不一樣,沉金會(huì )呈金黃色較鍍金來(lái)說(shuō)更黃,客戶(hù)更滿(mǎn)意。
2、沉金較鍍金來(lái)說(shuō)更容易焊接,不會(huì )造成焊接不良,引起客戶(hù)投訴。
3、因沉金板只有焊盤(pán)上有鎳金,趨膚效應中信號的傳輸是在銅層不會(huì )對信號有影響。
4、因沉金較鍍金來(lái)說(shuō)晶體結構更致密,不易產(chǎn)成氧化。
5、因沉金板只有焊盤(pán)上有鎳金,所以不會(huì )產(chǎn)成金絲造成微短。
6、因沉金板只有焊盤(pán)上有鎳金,所以線(xiàn)路上的阻焊與銅層的結合更牢固。
7、工程在作補償時(shí)不會(huì )對間距產(chǎn)生影響。
8、因沉金與鍍金所形成的晶體結構不一樣,其沉金板的應力更易控制,對有邦定的產(chǎn)品而言,更有利于邦定的加工。同時(shí)也正因為沉金比鍍金軟,所以沉金板做金手指不耐磨。
9、沉金板的平整性與待用壽命與鍍金板一樣好。
對于鍍金 工藝來(lái)講,其上錫的效果上大打折扣的, 而沉金的上錫效果是比較好一點(diǎn)的;除非廠(chǎng)家要求的是綁定,不然現在大部分廠(chǎng)家會(huì )選擇沉金 工藝一般常見(jiàn)的情況下PCB表面處理為以下幾種:
鍍金(電鍍金,沉金),鍍銀,OSP,噴錫(有鉛和無(wú)鉛)。
這幾種主要是針對FR-4或CEM-3等板材來(lái)說(shuō)的,紙基料還有涂松香的表面處理方式;上錫不良(吃錫不良)這塊如果排除了錫膏等貼片廠(chǎng)家生產(chǎn)及物料工藝方面的原因來(lái)說(shuō)。
這里只針對PCB問(wèn)題說(shuō),有以下幾種原因:
1、在PCB印刷時(shí),PAN位上是否有滲油膜面,它可以阻擋上錫的效果;這可以做漂錫試驗來(lái)驗證。
2、PAN位的潤位上否符合設計要求,也就是焊盤(pán)設計時(shí)是否能足夠保證零件的支持作用。
3、焊盤(pán)有沒(méi)有受到污染,這可以用離子污染測試得出結果;以上三點(diǎn)基本上是PCB廠(chǎng)家考慮的重點(diǎn)方面。
關(guān)于表面處理的幾種方式的優(yōu)缺點(diǎn),是各有各的長(cháng)處和短處!
鍍金方面,它可以使PCB存放的時(shí)間較長(cháng),而且受外界的環(huán)境溫濕度變化較?。ㄏ鄬ζ渌砻嫣幚矶?言),一般可保存一年左右時(shí)間;噴錫表面處理其次,OSP再次,這兩種表面處理在環(huán)境溫濕度的存放時(shí)間要注意許多。
一般情況下,沉銀表面處理有點(diǎn)不同,價(jià)格也高,保存條件更苛刻,需要用無(wú)硫紙包裝處理!并且保存時(shí)間在三個(gè)月左右! 在上錫效果方面來(lái)說(shuō),沉金, OSP,噴錫等其實(shí)是差不多的,廠(chǎng)家主要是考慮性?xún)r(jià)比方面!