印刷電路板組裝的電鍍注意事項

2021-03-26

這與我們有關(guān)，以提醒我們，裸露的銅會(huì )在我們所有人賴(lài)以生存的大氣中非常迅速地腐蝕。PCB的構造將包括銅的外層，以最小化組件的連接和扇出。發(fā)生的第一件事是用更多的銅鍍覆這些層，這也鍍了該板的通孔（通孔）。

銅加銅-制造工藝規范

剛性PCB疊層通常不考慮該電鍍步驟。當設計師將銅分配到各個(gè)層時(shí)，他們可以依靠它們來(lái)設想施工順序。在這方面，核心通孔開(kāi)始和結束的層將與外部層面臨相同的過(guò)程。

對于柔性印刷電路的疊層，通常在疊層圖中記錄附加的鍍層。所添加的銅使彎曲變硬，這可能是不希望的。既然如此，我們將研究比面板電鍍更具選擇性的紐扣電鍍。通常，在FPC上進(jìn)行的所有電鍍，掩膜，覆蓋，標記和硬化處理都將是為此目的而設計的材料。

對于FPC，銅本身會(huì )被退火，也就是說(shuō)，通過(guò)使薄板通過(guò)兩個(gè)大輥將其一次又一次地壓下而軟化。這將創(chuàng )建一個(gè)顆粒狀的對齊方式，為走線(xiàn)提供平滑的外表面，從而實(shí)際上改善了信號完整性。它被指定為“軋制退火銅”或RA cu。簡(jiǎn)寫(xiě)。

因此，更多的銅是第一個(gè)電鍍操作。無(wú)論它是否顯示為單獨的項目，它都必須成為一個(gè)因素，尤其是當我們傾向于高密度互連和受控阻抗情況時(shí)。無(wú)論是剛性，柔性還是兩者的結合，銅的重量都是電路板性能的主要考慮因素之一。

使用注意事項：這些表面處理大多數將以微英寸或微米為單位進(jìn)行測量，但是銅具有自己的度量單位，基于一平方英尺的銅的重量。壓扁一盎司的銅以填充平方英尺的空間，最終將得到厚度為0.0014英寸的薄板。兩盎司銅的厚度將是原來(lái)的兩倍。盡管較薄的銅更常見(jiàn)，但您會(huì )發(fā)現基本材料的范圍從四分之一盎司到幾盎司。

整個(gè)印刷電路板是信號與功率分配之間的平衡。通常使用不同的權重，只要它們使用從頂部到底部或從底部到頂部讀取的書(shū)本匹配序列看起來(lái)相同的序列即可。較厚的銅外層希望盡快覆蓋一些東西，以免變綠。

最高可靠性的解決方案仍然是使用Sn63錫/鉛進(jìn)行熱風(fēng)焊料調平或簡(jiǎn)稱(chēng)HASL的舊解決方案。這種東西已經(jīng)被禁止很長(cháng)時(shí)間了，使用時(shí)需要豁免。盡管如此，沒(méi)有證據證明軌道衛星或需要長(cháng)期運行的其他場(chǎng)景有更好的選擇?；砻馇鍐稳匀缓荛L(cháng)。鉛基焊料不符合RoHS環(huán)保要求，因此此處的主要問(wèn)題是處理。

金屬上的異種金屬保護裸銅

貴金屬不是那么容易獲得或與其一起使用，但是它們是當今消費市場(chǎng)上電鍍的主要合作伙伴。金不容易與銅結合。使用鎳的中間層解決了金屬間化合物的問(wèn)題，這是我們最了解的采用焊盤(pán)內焊技術(shù)的表面貼裝元件的配方?；瘜W(xué)鎳/浸金（ENIG）是一種非常流行的涂層，因為它可以很好地焊接，并且在焊接之前起到了保護銅的作用。

“焊盤(pán)看起來(lái)越相似，就連貫的焊點(diǎn)而言就越好。”

ENIG電鍍的另一個(gè)好處是供應商可以實(shí)現平坦的焊盤(pán)表面。與HASL相比，其效果是提高了組裝良率，從而在焊盤(pán)過(guò)孔結構周?chē)粝铝烁蟮谋砻娲植诙?。焊盤(pán)看起來(lái)越相似，就連貫的焊點(diǎn)而言就越好。

ENIG飾面有一個(gè)已知的缺點(diǎn)，即組裝缺陷（稱(chēng)為黑墊）的形式。這是鎳阻擋層的故障，導致開(kāi)路或間歇性電路。我相信，隨著(zhù)冶金學(xué)家對磷含量的微調，這一問(wèn)題已基本解決。那時(shí)，該過(guò)程一直讓人感到越來(lái)越痛苦，但是這種缺陷并不常見(jiàn)

硬度對這些金表面處理至關(guān)重要。ENIG產(chǎn)生中等硬度，適合一般用途。建議將更耐用的硬金用于金手指邊緣連接器或按鈕。另一方面，為板載芯片應用連接引線(xiàn)鍵合需要較軟的金。兩者都可能需要更昂貴的選擇性涂飾劑。也許不是；繼續閱讀。

鈀作為附加的阻擋金屬層

在電路板上實(shí)現引線(xiàn)鍵合的一種方法是使用ENIPIG，該方法類(lèi)似于ENIG，但在鎳和金之間添加了一層鈀。鈀并不便宜，但它減少了黃金的數量，而黃金的價(jià)格甚至更高，因此總的來(lái)說(shuō)，這是一次勝利。它具有良好的可焊性，極好的保質(zhì)期，并且滿(mǎn)足可靠的引線(xiàn)鍵合的拉力測試要求。ENIPIG是一種通用的銅保護劑。

作為一種環(huán)保涂料，錫仍在競爭中，但有了新的合作伙伴。傳統的焊料中錫含量為63％，而較新的配方中錫含量接近97％，主要的“雜質(zhì)”為銀。還可以添加其他微量金屬以適合不同的工藝，包括控制錫晶須，這在純錫中很常見(jiàn)。

錫合金減去鉛的主要區別在于熔點(diǎn)更高。這些“綠色”材料必須使組件和電路板本身承受更高的回流溫度。整個(gè)行業(yè)從錫/鉛到金/鎳以達到無(wú)鉛標準，然后再到錫/銀涂層以符合減少有害物質(zhì)的要求。

有機表面保護劑-低成本解決方案

將其他金屬鍍到裸銅上的一種低成本替代方法是在裸露的銅上施加有機表面保護劑（OSP）。OSP是一種超薄涂層，可保護否則裸露的銅直到焊料接管為止。作為各種電鍍工藝的替代品，OSP旨在在回流期間蒸發(fā)而沒(méi)有任何殘留物。

使用注意事項：在裸板焊接之前，應將其真空密封并保存在濕度可控的存儲器中。每塊板之間應裝一張離型紙，以減少刮擦表面保護劑的機會(huì )。陽(yáng)光還會(huì )破壞這種保護類(lèi)型，因此應在室內適當存放。在任何情況下，您都不想等待太長(cháng)時(shí)間來(lái)處理OSP涂層板。據我所知，盡管有多個(gè)委員會(huì )致力于初步規范，但尚無(wú)關(guān)于OSP的IPC規范獲得批準。

需要注意的另一件事是板上的裸露銅焊盤(pán)可能沒(méi)有焊接。測試點(diǎn)和其他裸露的金屬將從模板中的焊膏開(kāi)口中受益。這樣，在OSP消失之后，測試點(diǎn)即可在銅上覆蓋一層良好的焊料。電鍍液不需要這樣做，但是在測試探針碰到的地方添加一點(diǎn)多余的材料就不會(huì )傷到人。

所有這些電鍍選項和細節都會(huì )進(jìn)一步分散選擇。一般而言，對于高密度和高速應用，應使用金，對于更傳統的電路板，包括不使用焊盤(pán)內焊盤(pán)技術(shù)的表面安裝，應使用錫基涂層。最后，通過(guò)使用OSP涂層進(jìn)行批量生產(chǎn)，可能完全跳過(guò)添加的電鍍步驟。