頂級PCB表面處理以及使用哪種

2021-03-30

PCB表面處理細目

在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的購買(mǎi)步驟中，裸板上的PCB表面處理看起來(lái)似乎是微不足道的決定，但了解變化及其復雜性可能會(huì )防止問(wèn)題的產(chǎn)生。

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

您正在使用哪些組件

您的PCB的預期產(chǎn)量

電路板對環(huán)境和一般耐久性的要求

對環(huán)境造成的影響

預算

下面將討論5種最常見(jiàn)的PCB表面處理類(lèi)型及其優(yōu)缺點(diǎn)。

熱風(fēng)焊料調平（HASL）

最常用的PCB表面光潔度是HASL或“熱空氣焊料調平”。這是因為它永遠存在并且是最經(jīng)濟的。但是，即使價(jià)格與HASL不太接近，新技術(shù)仍可以使表面光潔度更高。

在此過(guò)程中，將PCB浸入熔化的焊料中，然后用熱風(fēng)刀將其平整，因此得名。如果您的電路板使用通孔或大型SMT組件，則HASL可以正常工作。但是，如果您的電路板使用的SMT組件小于0805或SOIC，則可能不是理想的表面處理。

該表面光潔度并非完全平坦，因此可能導致較小的組件出現問(wèn)題。此過(guò)程中使用的焊料通常是錫鉛。這意味著(zhù)它也不符合RoHS。如果您的項目需要RoHS或您的公司希望減少使用的鉛量，則可能需要指定無(wú)鉛HASL。

優(yōu)點(diǎn)：

極好的可焊性

便宜/成本較低

允許較大的處理窗口

豐富的行業(yè)經(jīng)驗/知名度

缺點(diǎn)：

不是平坦的表面，以及大小焊盤(pán)之間的厚度/形貌差異

不適合用于更小，更致密的組件（間距小于2千萬(wàn)的SMD和BGA）

細間距橋接

不適合HDI產(chǎn)品

無(wú)鉛HASL

無(wú)鉛HASL與常規HASL相似，但不使用錫鉛焊料。

相反，無(wú)鉛HASL在其工藝中使用錫銅，錫鎳或錫銅鎳鍺。這使無(wú)鉛HASL成為經(jīng)濟且符合RoHS的選擇。但是，與標準HASL相似，它不適用于較小的SMT組件。

使用浸沒(méi)涂層可以更好地利用高密度/細間距組件的PCBA。它們有時(shí)價(jià)格稍高一些，但更適合于此目的，并且可以減少生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題。

優(yōu)點(diǎn)：

極好的可焊性

便宜/成本較低

允許較大的處理窗口

豐富的行業(yè)經(jīng)驗/知名度

多次熱郊游

缺點(diǎn)：

不是平坦的表面，以及大小焊盤(pán)之間的厚度/形貌差異

260-270攝氏度范圍內的高處理溫度

不適合用于更小，更致密的組件（間距小于2千萬(wàn)的SMD和BGA）

可能在細間距上橋接

浸錫（ISn）

在ISn PCB制造中，采用化學(xué)工藝。

該過(guò)程需要將平坦的金屬層沉積到銅走線(xiàn)上。涂層的平整度使其適用于小型部件。錫是一種經(jīng)濟實(shí)惠的浸沒(méi)涂料類(lèi)型之一。盡管這是預算友好的選擇，但它也有一些缺點(diǎn)。

最大的問(wèn)題是，錫沉積到銅上之后便開(kāi)始失去光澤。因此，如果要避免出現低質(zhì)量的焊點(diǎn)，則需要在30天內對組件進(jìn)行焊接。

在大批量生產(chǎn)中，這可能不是問(wèn)題。如果您很快用完大量的電路板，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，則使用浸銀等涂層可能會(huì )更明智。

優(yōu)點(diǎn)：

焊接面積平坦

適用于小間距/ BGA /較小的組件

無(wú)鉛表面處理的合理價(jià)格

壓配合合適的表面處理

即使經(jīng)過(guò)多次熱循環(huán)也具有良好的可焊性

缺點(diǎn)：

對操作敏感–應戴手套

錫晶須問(wèn)題

侵蝕阻焊層–阻焊層壩應≥5 mil

使用前烘烤會(huì )降低可焊性

浸銀（IAg）

因此，一方面，浸入式銀不會(huì )像ISn那樣與銅發(fā)生反應。另一方面，當它暴露在空氣中時(shí)會(huì )失去光澤。因此，所有IAg PCB都應在存放和搬運過(guò)程中以防銹包裝存放。

將這些PCB妥善包裝后，可以可靠地焊接6到12個(gè)月。但是，一旦將PCB從其包裝中取出，它將需要在一天之內進(jìn)行回流焊。鍍金可以延長(cháng)保質(zhì)期。

優(yōu)點(diǎn)：

平坦的表面

非常適合小尺寸，小間距和BGA組件

中等價(jià)格的無(wú)鉛表面處理

板子可以返工

缺點(diǎn)：

可能的處理/褪色問(wèn)題

特殊包裝，防止變色

小窗口，可在組裝過(guò)程中實(shí)現最佳可焊接性

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)鎳或電解鎳上使用一薄層金。

鍍金堅硬耐用。這樣可以使其具有較長(cháng)的保存期限，即使是一個(gè)好的制造商，也可以持續數年。材料，工藝和可靠性往往會(huì )使ENIG板比其他表面處理板更加昂貴。但是，我們已經(jīng)看到許多董事會(huì )開(kāi)始將大部分流程轉移到ENIG，即使與其他機構之間的價(jià)格相差不大，價(jià)格也相同。

優(yōu)點(diǎn)：

最平坦的表面光潔度

適用于小尺寸，小間距和BGA組件

可靠的制造工藝和程序

引線(xiàn)鍵合

缺點(diǎn)：

有時(shí)更昂貴的完成

BGA的黑墊問(wèn)題

訊號損失（RF）

最好避免使用阻焊層定義的BGA

為您的項目選擇合適的PCB表面處理

PCB的表面光潔度是至關(guān)重要的決定，應在制造前加以考慮?？紤]組件類(lèi)型和產(chǎn)量之類(lèi)的事情對于順利組裝過(guò)程至關(guān)重要。耐用性，環(huán)境影響和成本也可能是要考慮并與您的團隊討論的因素。通過(guò)全面了解您的需求，只有這樣，您才能為PCB選擇合適的表面光潔度。