OFweek维科网|印制板(PCB)的工艺选型( 四 )
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4.2 生产工艺
印制板生产是一个高度专业化和规模化的生产过程 , 生产工序相对固化 , 只是在印制板的结构设计、材料选择和表面涂覆工艺方面略有差别 。 以下是几种典型的印制板生产工艺 。
(1)热风整平单面板生产流程(如图7所示)
本文插图
图7
(2)热风整平双面板生产流程(如图8所示)
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图8
(3)化学沉金多层板生产流程(如图9所示)
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图9
(4)化学镀金+金手指多层板生产流程(如图10所示)
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图10
五、PCB表面处理工艺简介
PCB表面处理最基本的目的是保证良好的可焊性或电性能 。 由于铜在空气中很容易被氧化 , 而铜的氧化层对焊接有很大的影响 , 如果铜层被氧化则很容易造成假焊、虚焊 , 严重时会造成焊盘与元器件无法焊接 , 虽然可以采用强助焊剂除去大多数铜的氧化物 , 但强助焊剂本身的残留也会给产品带来腐蚀 。 因此业内普遍的处理方式是在PCB生产制造时增加一道工序 , 即在焊盘表面涂覆(镀)上一层物质 , 保护焊盘不被氧化 。
目前国内的PCB表面处理工艺有:喷锡(Hot Air Solder Leveling , HASL热风整平)、OSP(防氧化)、全板镀镍金、沉金、沉锡、沉银、化学镍钯金、电镀硬金 , 某些特殊应用场合还会有一些特殊的PCB表面处理工艺 。 下面进行简要介绍 。
(1)热风整平(喷锡)
热风整平又名热风焊料整平(俗称喷锡) , 它是在PCB表面涂覆熔融锡(铅)焊料并用加热压缩空气整(吹)平的工艺 , 以形成一层既抗铜氧化又可提供良好的可焊性的镀层 。 热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属间化合物 。 PCB进行热风整平时要沉在熔融的焊料中 , 风刀在焊料凝固之前吹平液态的焊料 , 风刀能够将铜面上焊料的弯月状最小化并阻止焊料桥接 。 热风整平分为垂直式和水平式两种 , 一般认为水平式较好 , 其镀层比较均匀 , 且便于实现自动化生产 。
① HASL工艺的优点是:价格较低 , 焊接性能佳 。
② HASL工艺的缺点是:不适合用来焊接细间隙的引脚及过小的元器件 , 因为喷锡板的表面平整度较差 , 且在后续组装过程中容易产生锡珠(solder bead) , 对细间隙引脚(fine pitch)元器件较易造成短路 。
(2)有机可焊性保护剂(OSP)工艺
有机可焊性保护剂工艺是PCB铜箔表面处理的符合RoHS指令要求的一种工艺 。 世界范围内 , 目前有25%~30%的PCB使用OSP工艺 , 且该比例还在持续上升 。 OSP工艺可以用在低技术含量的PCB上 , 也可以用在高技术含量的PCB上 , 如单面电视机用PCB、高密度芯片封装用PCB 。 对于含BGA器件的PCB , OSP应用也较多 。 事实上 , 对于没有表面连接功能性要求或储存期限定的应用场合 , OSP工艺将是最理想的表面处理工艺 。
① OSP工艺的优点是:制程简单 , 表面非常平整 , 适合无铅焊接和SMT 。
② OSP工艺的缺点是:焊接时需要氮气 , 且回流焊次数受限(多次焊接会导致膜被破坏 , 2次没有问题) , 不适合压接技术 , 不适合返修且存储条件要求高 。
(3)全板镀镍金
全板镀镍金是在PCB表面导体上先镀一层镍再镀一层金 , 镀镍主要是为了防止金和铜间的扩散 。 目前电镀镍金主要有两类:镀软金(纯金 , 表面看起来不亮)和镀硬金(表面平滑且坚硬 , 耐磨 , 含有钴等其他元素 , 表面看起来较光亮) 。 软金主要用于芯片封装时打金线 , 硬金主要用在非焊接处的电性互连 。
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