PCBA的頂級(jí)PCB表面處理以及使用哪一種

PCB表面處理詳解

在產(chǎn)品開發(fā)的采購步驟中，裸板上PCB的表面處理看似是一個(gè)微不足道的決定，但了解其中的變化和復(fù)雜性可能會(huì)預(yù)防問題。

印刷電路板的表面光潔度主要做兩件事。 首先，它有助于保護(hù)銅電路免受腐蝕。 其次，它為您的 PCBA 組件創(chuàng)建可焊接表面。 因此，需要考慮以下事項(xiàng)：

您使用的是什么組件

PCB 板的預(yù)期輸出

電路板對(duì)環(huán)境和一般耐久性的要求

對(duì)環(huán)境的影響

預(yù)算

下面將討論五種最常見的 PCB 表面處理類型及其優(yōu)缺點(diǎn)。

熱風(fēng)焊料整平 (HASL)

最常用的 PCB 表面處理是 HASL 或“熱風(fēng)焊料整平”。 這是因?yàn)樗偸谴嬖诘?，而且是最?jīng)濟(jì)的。 不過，即使價(jià)格沒有接近HASL，新技術(shù)仍然可以使表面光潔度更高。

在這個(gè)過程中，PCB板被浸入熔化的焊料中，然后用熱風(fēng)刀整平，因此得名。 如果您的電路板使用通孔或大型 SMT 組件，HASL 可以正常工作。 但是，如果您的電路板使用小于 0805 或 SOIC 的 SMT 元件，它可能不是理想的表面處理。

這種表面光潔度不是完全平坦的，可能會(huì)導(dǎo)致較小的組件出現(xiàn)問題。 這個(gè)過程中使用的焊料通常是錫鉛。 這意味著它也不符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)。 如果您的項(xiàng)目需要 RoHS 或您的公司希望減少鉛的使用量，您可能需要指定無鉛 HASL。

優(yōu)勢(shì)：

優(yōu)良的可焊性

便宜/低成本

允許較大的處理窗口

豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)/知名度

缺點(diǎn)：

非平面和大小焊盤之間的厚度/形態(tài)差異

不適用于更小和更密集的元件（SMD和BGA間距小于2000萬）

細(xì)間距橋接

不適用于 HDI 產(chǎn)品

無鉛噴錫

無鉛 HASL 類似于傳統(tǒng)的 HASL，但不使用錫鉛焊料。

相比之下，無鉛HASL在其工藝中使用錫銅、錫鎳或錫銅鎳鍺。 這使得無鉛 HASL 成為一種經(jīng)濟(jì)且符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)的選擇。 但是，與標(biāo)準(zhǔn) HASL 類似，它不適用于較小的 SMT 組件。

使用浸漬涂料可以更好地利用PCBA進(jìn)行高密度/細(xì)間距元件。 有時(shí)價(jià)格稍高一些，但它們更適合這個(gè)用途，可以減少生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題。

優(yōu)勢(shì)：

優(yōu)良的可焊性

便宜/低成本

允許較大的處理窗口

豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)/知名度

許多熱門的郊游

缺點(diǎn)：

非平面和大小焊盤之間的厚度/形態(tài)差異

260-270℃范圍內(nèi)的高處理溫度

不適用于更小和更密集的元件（SMD和BGA間距小于2000萬）

可以在細(xì)間距上橋接

浸錫 (ISn)

在 ISn PCB 制造中，采用化學(xué)工藝。

這個(gè)過程需要在銅線上沉積一層平坦的金屬層。 涂層的平整度使其適用于小零件。 錫是最經(jīng)濟(jì)的浸漬涂料類型之一。 雖然這是一個(gè)預(yù)算友好的選擇，但它也有一些缺點(diǎn)。

最大的問題是當(dāng)錫沉積在銅上時(shí)開始變色。 因此，如果要避免出現(xiàn)劣質(zhì)焊點(diǎn)，則需要在 30 天內(nèi)焊接元器件。

在大規(guī)模生產(chǎn)中，這可能不是問題。 如果很快用完大量電路板，也可以避免失去光澤。 但是，如果產(chǎn)量低或要保留裸板庫存，使用鍍銀等涂層可能更明智。

優(yōu)勢(shì)：

平焊區(qū)

適用于小間距/BGA/更小的元件

無鉛表面處理價(jià)格合理

適用于壓裝的表面處理

即使在多次熱循環(huán)后仍具有良好的可焊性

缺點(diǎn)：

對(duì)操作敏感 - 應(yīng)戴手套

錫須問題

耐焊層侵蝕-耐焊層壩應(yīng)≥5mil

使用前烘烤會(huì)降低可焊性

浸銀 (IAg)

因此，一方面，浸銀不會(huì)像 ISn 那樣與銅發(fā)生反應(yīng)。 另一方面，它暴露在空氣中會(huì)失去光澤。 因此，所有 IAg PCB 在存儲(chǔ)和處理過程中都應(yīng)存放在防銹包裝中。

這些 PCB 正確包裝后，可以可靠地焊接 6 到 12 個(gè)月。 但是，一旦將PCB板從包裝中取出，就需要在一天之內(nèi)進(jìn)行回流焊。 鍍金可以延長保質(zhì)期。

優(yōu)勢(shì)：

平坦的表面

小尺寸、小間距和 BGA 元件的理想選擇

中價(jià)無鉛表面處理

電路板可以返工

缺點(diǎn)：

可能的處理/褪色問題

特殊包裝，防止變色

小窗口可在組裝過程中實(shí)現(xiàn)最佳可焊性

化學(xué)鍍鎳金（ENIG）

我個(gè)人最喜歡的 PCB 表面處理是 ENIG。 電鍍金的方法是在化學(xué)鎳或電解鎳上鍍上一層薄薄的金。

鍍金堅(jiān)硬耐用。 這可以使其具有較長的保質(zhì)期，即使是好的制造商也可以使用數(shù)年。 材料、工藝和可靠性通常使 ENIG 板比其他表面處理板更昂貴。 但是，我們看到很多董事會(huì)已經(jīng)開始將大部分流程轉(zhuǎn)移到ENIG。 即使他們和其他機(jī)構(gòu)的價(jià)差很小，價(jià)格也是一樣的。

優(yōu)勢(shì)：

最平坦的表面光潔度

適用于小尺寸、小間距和BGA元件

可靠的制造工藝和程序

引線鍵合

缺點(diǎn)：

有時(shí)完成成本更高

BGA的黑墊問題

信號(hào)丟失 (RF)

最好避免使用由阻焊層定義的 BGA

為您的項(xiàng)目選擇合適的PCB表面處理

PCB 的表面光潔度是一個(gè)關(guān)鍵決定，應(yīng)在制造前考慮。 重要的是要考慮組件類型和輸出等因素，以實(shí)現(xiàn)順利的裝配過程。 耐久性、環(huán)境影響和成本也可能是需要考慮的因素，并與您的團(tuán)隊(duì)討論。 通過充分了解您的需求，您才能為 PCB 選擇合適的表面處理。 PCB加工廠講解PCBA的頂級(jí)PCB表面處理，使用哪種類型，以及PCB表面處理的細(xì)節(jié)。