高难度PCB线路板表面处理工艺的选择

宏联电路 2025-03-31 15:04:14

在选择高难度 PCB 线路板的表面处理工艺时,需要综合考虑板子的具体要求、性能需求、成本预算等多方面因素,以下是一些常见工艺及其适用场景分析:

考虑因素

焊接要求

细间距引脚与小焊点元器件:对于高难度 PCB 中存在细间距引脚以及焊点较小的元器件时,需要表面平整度高的处理工艺,这样才能保证焊接的精准度和可靠性。例如沉金(ENIG)工艺,它不易氧化,表面平整,非常适合这类元器件的焊接。

多次回流焊:若 PCB 线路板需要经历多次回流焊,那么所选工艺应能在多次高温过程中保持良好的可焊性。沉金工艺可以重复多次过回流焊而不太会降低其可焊性,是比较合适的选择。

功能性要求

按键区与接触区:像手机板等有按键的 PCB 板,沉金工艺是首选。它不仅能满足按键区的功能性要求,还能为相关接触区提供良好的性能。

电磁屏蔽:对于有 EMI 屏蔽需求的 PCB 线路板,沉银工艺是理想选择。经过沉银工艺加工的 PCB 即使暴露在高温、潮湿和污染环境中,仍能提供良好的电性能并保持可焊性,适合用于 EMI 屏蔽的电路板。

存储与环境要求

长期存放:如果 PCB 线路板需要长时间存放,那么工艺的抗氧化能力就尤为重要。沉金工艺不易氧化,可长时间存放,能满足这类需求。

特殊环境:在一些特殊环境下使用的 PCB,如湿度较大或有化学腐蚀风险的环境,需要选择耐腐蚀性强的工艺。例如 OSP 工艺虽然有容易受酸及湿度影响的缺点,但在特定防护措施下,也可用于部分对成本敏感且存储期要求不是极长的特殊环境中。

成本因素

不同的表面处理工艺成本差异较大。例如沉金工艺成本较高,而裸铜板成本最低,但裸铜板有易氧化等诸多缺点,不太适合高难度 PCB。在选择时,需要在满足性能要求的前提下,尽可能控制成本。

常见工艺特点及适用场景

沉金(ENIG)

优点:表面平整,适合焊接细间隙引脚和小焊点元器件;不易氧化,可长时间存放;能重复多次过回流焊,可焊性较好;是有按键 PCB 板的首选,还可作为 COB 打线的基材。

缺点:成本较高,焊接强度较差,使用无电镀镍制程容易有黑盘问题。

适用场景:适用于表面有连接功能性要求和较长储存期的高难度 PCB,如手机按键区、路由器壳体边缘连接区和芯片处理器弹性连接的电性接触区等。

OSP(防氧化)

优点:具有裸铜焊接的优点,板子过期三个月也可重新做表面处理;工艺简单,表面光滑,适合无铅焊接和 SMT 工艺,可返工,适用于卧式生产线。

缺点:容易受到酸及湿度影响;二次回流焊效果可能较差;存放时间超三个月需重新表面处理;打开包装后需在 24 小时内用完;测试点需加印锡膏,组装工艺可能需大改变,限制 ICT 测试和可重复性。

适用场景:如果 PCB 没有表面连接功能性要求或者储存期的限定,OSP 工艺是理想选择。可用于低技术含量和高技术含量的 PCB,如单面电视机用 PCB、高密度芯片封装用板,在 BGA 方面应用也较多。

喷锡(HASL)

有铅喷锡:价格便宜,焊接性能佳,机械强度、光亮度等方面有铅要比无铅好,但不环保,无法过 ROHS。

无铅喷锡:共同缺点是表面平整度较差,不适合焊接细间隙引脚以及过小的元器件;在 PCB 加工中容易产生锡珠,对细间隙引脚元器件易造成短路;用于双面 SMT 工艺时,第二面易出现喷锡重新熔融问题,影响焊接。

适用场景:由于其不平整的表面和一些焊接问题,不太适合高难度 PCB 中对精细焊接要求高的场景,但在一些对平整度要求不高、成本敏感且焊接要求相对较低的部分 PCB 区域可能会使用。

沉银

优点:可焊性高,表面平整度良好,成本低于 ENIG,无铅且符合 RoHS 标准,适用于铝线键合,是 EMI 屏蔽电路板的理想选择。

缺点:存储要求高,从包装中取出后组装窗口短。

适用场景:适用于对可焊性、平整度有一定要求,且有 EMI 屏蔽需求的高难度 PCB,如一些电子设备的屏蔽区域。

沉锡

优点:可实现出色的平整度,适用于 SMT 工艺,适合细间距、BGA 和较小的组件;具有中等成本的无铅表面处理技术,在多次热偏移后能保持良好的可焊性,适用于卧式生产线和精细几何加工、无铅装配。

缺点:对处理敏感,保质期短,6 个月后会出现锡须,不是接触开关的合适选择,电气测试需要特殊设置。

适用场景:适用于对平整度和可焊性要求较高,且对成本有一定控制需求的高难度 PCB,特别是涉及细间距和小组件焊接的情况。

化学镀镍 - 化学镀钯浸金(ENEPIG)

优点:具有铜 - 镍 - 钯 - 金层结构,在镍和金之间有一层额外的钯层,进一步保护镍层免受腐蚀,防止 ENIG 饰面可能出现的黑垫,可直接引线键合到镀层。

缺点:流程相对复杂,成本较高。

适用场景:对于对焊接可靠性和镀层稳定性要求极高的高难度 PCB,如一些高端电子设备、航空航天等领域的 PCB 有较好的适用性。

0 阅读:5

宏联电路

简介:专业高精密多层PCB、快板及特种PCB加工生产厂家