几种常见PCB表面处理优缺点分析,用对场景很重要
< 返回列表时间: 2020-02-12来源:OSCHINA
【围观】麒麟芯片遭打压成绝版,华为亿元投入又砸向了哪里?>>>
作为一个在PCB生产行业做了15年的工程师,遇到过很多的小问题,往往是在设计的过程中,不注意一些小细节造成的,那么在PCB的生产过程中也会造成一定的影响。一些软件上的小问题、过孔时的注意事项,这都是基础,但是不注意的话,也会造成PCB板子性能的差异。
我做这个分享是为了能让大家有一个技术上的交流,比如说PCB生产有什么环节?各个环节中有什么需要注意的事项?这些疑问都可以提出来,或者是对PCB有一些见解,我也希望能够说出来大家一起讨论。
一个PCB板在画好之后,将其发送给PCB板厂打样或者是批量生产,会在给板厂下单时,附上一份PCB加工工艺说明文档,其中有一项就是要注明选用哪种PCB表面处理工艺,而且不同的PCB表面处理工艺,其会对最终的PCB加工报价产生比较大的影响,不同的PCB表面处理工艺会有不同的收费,那么我们就要对PCB的处理工艺有一定的了解,不仅能节约成本,还能让PCB的设计更为合理。
首先说下为什么要对PCB表面进行特殊的处理
因为铜在空气中很容易氧化,铜的氧化层对焊接有很大的影响,很容易形成假焊、虚焊,严重时会造成焊盘与元器件无法焊接,正因如此,PCB在生产制造时,会有一道工序,在焊盘表面涂(镀)覆上一层物质,保护焊盘不被氧化。
目前国内板厂的PCB便面处理工艺有:喷锡(HASL,hot air solder leveling 热风整平)、沉锡、沉银、OSP(防氧化)、化学沉金(ENIG)、电镀金等等,当然,特殊应用场合还会有一些特殊的PCB表面处理工艺。
对比不同的PCB表面处理工艺,它们的成本不同,当然所用的场合也不同,只选对的不选贵的,目前还没有最完美的PCB表面处理工艺能够适合所有应用场景(这里讲的是性价比,即以最低的价格就能满足所有的PCB应用场景),所以才会有这么多的工艺来让我们选择,当然每一种工艺都各有千秋,存在的既是合理的,关键是我们要认识它们用好它们。

下边来举例说明一下PCB表面处理工艺的优缺点和适用场景。
裸铜板

优点 : 成本低、表面平整,焊接性良好(在没有被氧化的情況下)。
缺点:容易受到酸及湿度影响,不能久放,拆封后需在2小时内用完,因为铜暴露在空气中容易氧化;无法使用于双面板,因为经过第一次回流焊后第二面就已经氧化了。如果有测试点,必须加印锡膏以防止氧化,否则后续将无法与探针接触良好。
喷锡板(HASL,Hot Air Solder Levelling,热风整平)

优点:价格较低,焊接性能佳。
缺点:不适合用来焊接细间隙的引脚以及过小的元器件,因为喷锡板的表面平整度较差。在PCB加工中容易产生锡珠(solder bead),对细间隙引脚(fine pitch)元器件较易造成短路。
使用于双面SMT工艺时,因为第二面已经过了一次高温回流焊,极容易发生喷锡重新熔融而产生锡珠或类似水珠受重力影响成滴落的球状锡点,造成表面更不平整进而影响焊接问题。
喷锡工艺曾经在PCB表面处理工艺中处于主导地位。二十世纪八十年代,超过四分之三的PCB使用喷锡工艺,但过去十年以来业界一直都在减少喷锡工艺的使用。喷锡工艺制程比较脏、难闻、危险,因而从未是令人喜爱的工艺,但喷锡工艺对于尺寸较大的元件和间距较大的导线而言,却是极好的工艺。
在密度较高的PCB中,喷锡工艺的平坦性将影响后续的组装;故HDI板一般不采用喷锡工艺。随着技术的进步,业界现在已经出现了适于组装间距更小的QFP和BGA的喷锡工艺,但实际应用较少。
目前一些工厂采用OSP工艺和浸金工艺来代替喷锡工艺; 技术上的发展也使得一些工厂采用沉锡、沉银工艺。加上近年来无铅化的趋势,喷锡工艺使用受到进一步的限制。虽然目前已经出现所谓的无铅喷锡,但这可将涉及到设备的兼容性问题。
除此之外,还有OSP、沉金、沉银以及沉锡等表面处理工艺,它们都是各有优缺点,使用的场景也不一样。
热门排行