PCB焊盤表面涂(鍍)層
發(fā)布時間:2014/4/29 20:11:08 訪問次數(shù):2094
PCB焊盤表面涂(鍍)層有兩種類型:有機防氧化保護涂層(OSP)和金屬鍍層。
1.有機防氧化保護涂層OSP (Organic Solderability Preservatives) OSP是有機防氧化保護劑,其涂層薄(0.3~0.5 ym)、平面性好,LF07WBLP-6PA能防止焊盤被氧化,有利于焊接,在焊接溫度下自行分解;可焊性、導電性好,金屬化孔內(nèi)鍍銅層厚度大于25Um。
OSP的優(yōu)點是平整、便宜,廣泛用于SMT。
缺點是保存時間短,真空包裝條件下保存期為3個月,焊接溫度相對提高(225℃);不能回流很多次;OSP高溫失效后引起Cu表面氧化,因此雙面板回流工藝要注意;OSP無法用來處理電氣接觸表面,如按鍵的鍵盤表面。
2.金屬鍍層
金屬鍍層主要有焊料涂層( HASL)、電鍍鎳/金(ENEG)、化學鍍鎳/金(ENIG)、化學鍍鎳/鈀/金( ENEPIG)、浸銀(I-Ag)和浸錫(I-Sn)。
(1)焊料涂層(Hot-Air Solder Leveling,HASL)
HASL是指熱風整平法。鍍層厚度為7~llym。HASL的印制板真空包裝可保存期。
熱風整平需要熱熔,通過熱風整平涂覆在焊盤上,保護焊盤,可焊性好,可用于雙面再流焊,能經(jīng)受多次焊接。HASL最大的缺點就是表面不平整,鍍層的厚度和焊盤的平整度(圓頂形)很難控制,很難貼裝窄間距元器件,不能用于高密度組裝中。
HASL是波峰焊的最好選擇。由于成本低,HASL是世界范圍內(nèi)應用最廣泛的表面赴理技術。
在傳統(tǒng)的Pb-Sn工藝中,采用Pb-Sn HASL與焊料的相容性是最佳的,連接可靠性、焊接工藝、成本等方面都是最佳選擇。
(2)電鍍鎳/金(Electroless Ni/Au,ENEG)
電鍍鎳/金的技術分為無電極電鍍(Electroless Ni/Au)和有電極電鍍(Electroplated Ni/Au)兩種,大多采用無電極電鍍工藝。
優(yōu)點:防氧化,耐磨性好,接觸電阻小,可焊性好。常用于印制插頭(金手指)或印制接觸點,金層厚度大于等于1.3Um,鎳層厚度為5~7Um。
缺點:加工成本高,厚金不作為可焊層。金能與焊料中的錫形成脆性的金錫間共價化合物( AuSn4),焊點中金的含量超過3%會使焊點變脆(金脆),所以一般厚的鍍金層雖然可焊性好,也不能用做焊接鍍層。用于焊接的金層厚度小于等于1um。
思考:為什么不能直接在銅表面鍍金?
由于鍍金層的孔隙率大,銅可從金層的孔隙中滲出,影響可靠性。例如,金手指處時間長會“長”出綠毛,這是銅滲出被氧化、腐蝕的原因。
解決措施:在銅與金之間鍍Ni阻擋層,防止銅滲出。
所有的金屬體系中,含Ni的夾層被認為具有更穩(wěn)定的焊點界面,焊接過袒中焊料在Ni表面潤濕,形成錫錁共價化合物Ni3SI14。因此對于結點強度(尤其是接觸式連接)要求較高的場合,多采用電鍍鎳/金的方法。
PCB焊盤表面涂(鍍)層有兩種類型:有機防氧化保護涂層(OSP)和金屬鍍層。
1.有機防氧化保護涂層OSP (Organic Solderability Preservatives) OSP是有機防氧化保護劑,其涂層薄(0.3~0.5 ym)、平面性好,LF07WBLP-6PA能防止焊盤被氧化,有利于焊接,在焊接溫度下自行分解;可焊性、導電性好,金屬化孔內(nèi)鍍銅層厚度大于25Um。
OSP的優(yōu)點是平整、便宜,廣泛用于SMT。
缺點是保存時間短,真空包裝條件下保存期為3個月,焊接溫度相對提高(225℃);不能回流很多次;OSP高溫失效后引起Cu表面氧化,因此雙面板回流工藝要注意;OSP無法用來處理電氣接觸表面,如按鍵的鍵盤表面。
2.金屬鍍層
金屬鍍層主要有焊料涂層( HASL)、電鍍鎳/金(ENEG)、化學鍍鎳/金(ENIG)、化學鍍鎳/鈀/金( ENEPIG)、浸銀(I-Ag)和浸錫(I-Sn)。
(1)焊料涂層(Hot-Air Solder Leveling,HASL)
HASL是指熱風整平法。鍍層厚度為7~llym。HASL的印制板真空包裝可保存期。
熱風整平需要熱熔,通過熱風整平涂覆在焊盤上,保護焊盤,可焊性好,可用于雙面再流焊,能經(jīng)受多次焊接。HASL最大的缺點就是表面不平整,鍍層的厚度和焊盤的平整度(圓頂形)很難控制,很難貼裝窄間距元器件,不能用于高密度組裝中。
HASL是波峰焊的最好選擇。由于成本低,HASL是世界范圍內(nèi)應用最廣泛的表面赴理技術。
在傳統(tǒng)的Pb-Sn工藝中,采用Pb-Sn HASL與焊料的相容性是最佳的,連接可靠性、焊接工藝、成本等方面都是最佳選擇。
(2)電鍍鎳/金(Electroless Ni/Au,ENEG)
電鍍鎳/金的技術分為無電極電鍍(Electroless Ni/Au)和有電極電鍍(Electroplated Ni/Au)兩種,大多采用無電極電鍍工藝。
優(yōu)點:防氧化,耐磨性好,接觸電阻小,可焊性好。常用于印制插頭(金手指)或印制接觸點,金層厚度大于等于1.3Um,鎳層厚度為5~7Um。
缺點:加工成本高,厚金不作為可焊層。金能與焊料中的錫形成脆性的金錫間共價化合物( AuSn4),焊點中金的含量超過3%會使焊點變脆(金脆),所以一般厚的鍍金層雖然可焊性好,也不能用做焊接鍍層。用于焊接的金層厚度小于等于1um。
思考:為什么不能直接在銅表面鍍金?
由于鍍金層的孔隙率大,銅可從金層的孔隙中滲出,影響可靠性。例如,金手指處時間長會“長”出綠毛,這是銅滲出被氧化、腐蝕的原因。
解決措施:在銅與金之間鍍Ni阻擋層,防止銅滲出。
所有的金屬體系中,含Ni的夾層被認為具有更穩(wěn)定的焊點界面,焊接過袒中焊料在Ni表面潤濕,形成錫錁共價化合物Ni3SI14。因此對于結點強度(尤其是接觸式連接)要求較高的場合,多采用電鍍鎳/金的方法。
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