你知道什么是PCB的表面处理吗?HASL是什么?

Aug. 13, 2021   |   1316 views

目前国内PCB表面处理工艺包括:喷锡(热风焊流平、HASL热风流平)、OSP(抗氧化)、全板镍金镀、浸金、浸锡、浸银、化学镍钯金、电镀硬金,对于一些特殊应用,有一些特殊的PCB表面处理工艺。下面简要介绍一下。
(1) 热风调平(喷锡)
热空气流平也称为热空气焊料流平(通常称为锡喷涂)。这是一个在PCB表面涂覆熔融锡(铅)焊料并用加热的压缩空气将其压平(吹扫)以形成一层既能抵抗铜氧化又能提供良好可焊性的涂层的过程。在热空气整平过程中,焊料和铜在接头处形成铜锡金属间化合物。当PCB用热空气调平时,必须将其浸入熔融的焊料中。气刀在焊料凝固之前吹出液态焊料。气刀可以最大限度地减少铜表面焊料的弯月面,防止焊料桥接。热风调平有两种类型:垂直和水平。一般认为卧式较好,其涂层相对均匀,易于实现自动化生产。
① HASL工艺的优点是:价格低廉,焊接性能好。
② HASL工艺的缺点是不适合焊接间隙细小的引脚和过小的组件,因为喷锡板的表面平整度较差,在后续的组装过程中容易产生焊珠。细间距组件更容易发生短路。


(2) 有机可焊性防腐剂(OSP)工艺
有机可焊性保护剂工艺是一种符合RoHS指令要求的PCB铜箔表面处理工艺。在全球范围内,目前25%-30%的PCB使用OSP技术,这一比例仍在上升。OSP工艺可用于低技术PCB或高科技PCB,如单面电视的PCB和高密度芯片封装的PCB。对于包含BGA器件的PCB,OSP应用也更多。事实上,对于那些对表面连接没有功能要求或保质期有限的应用,OSP工艺将是最理想的表面处理工艺。
① OSP工艺的优点是:工艺简单,表面非常平整,适用于无铅焊接和SMT。
② OSP工艺的缺点是:焊接需要氮气,回流焊接的次数有限(多次焊接会导致薄膜损坏,第二次焊接没有问题),不适合压接技术,不适合返工,需要高储存条件。
(3) 整个盘子都镀上了镍和金
全板镀镍金是在PCB表面导体上镀一层镍,然后再镀一层金。镀镍的主要目的是防止金和铜之间的扩散。目前,电镀镍金主要有两种类型:软镀金(纯金,表面看起来不亮)和硬镀金(表面光滑坚硬,耐磨,含有钴等其他元素,表面看起来更亮)。软金主要用于芯片封装过程中的金线,硬金主要用于非焊接区域的电气互连。
① 镀金工艺的优点是:储存时间更长(>12个月),适用于接触开关设计和金线键合,适用于电气测试。
② 镀金工艺的缺点是:成本较高,金较厚,金层厚度一致性差。在焊接过程中,金太厚可能会导致焊点变脆,影响强度。
(4) 化学镀镍/浸金(ENIG)
化学镀镍/浸金也称为浸金,它是在铜表面上具有良好电性能的厚镍合金层,可以长时间保护PCB。ENIG具有其他表面处理工艺所不具备的环境耐受性。此外,浸金还可以防止铜的溶解,这将有利于无铅组装。
① ENIG工艺的优点是:不易氧化,可长期储存,表面平整。它适用于焊接微小间隙的引脚和焊点较小的组件。它可以承受多次回流焊接,适合返工,适合用作COB。用于引线键合的(板上芯片)基板。
② ENIG工艺的缺点是:成本高,焊接强度差,容易产生黑盘问题,镍层会随着时间的推移逐渐氧化,长期可靠性差。


(5) 其他表面处理工艺
其他表面处理工艺包括浸锡工艺、浸银工艺、化学镍钯金和电镀硬金。
① 浸锡工艺:由于其与焊料的良好兼容性,具有良好的可焊性,平整度极佳,适用于无铅焊接和压接;缺点是它不耐储存。在焊接过程中最好有N2保护,并且易于生产;锡须”。
② 浸银工艺:在有机镀层和化学镀镍/浸金之间,工艺相对简单,即使暴露在高温、潮湿和污染的环境中,银仍能保持良好的可焊性;缺点是它具有化学镀镍/浸金的良好物理强度,储存条件高,易污染,易氧化,同时焊接强度不好,容易出现微孔问题。
③ 化学镍钯金:与浸金相比,镍和金之间有一层额外的钯,具有更好的耐腐蚀性和更强的抗环境侵蚀性。适用于长期储存,适用于无铅焊接、厚板和开关触点设计等。
④ 电镀硬金:常用于“接触对”需要高耐磨性的电连接器。