PCB板表面如何處理提高可靠性設(shè)計(jì)

問

PCB板為什么要做表面處理？

由于PCB上的銅層很容易被氧化，因此生成的銅氧化層會(huì)嚴(yán)重降低焊接質(zhì)量，從而降低最終產(chǎn)品的可靠性和有效性，為了避免這種情況的發(fā)生，需要對(duì)PCB進(jìn)行表面處理。

常見的表面處理方式包括OSP、噴錫、沉金等工藝，本文主要針對(duì)噴錫工藝部分做相關(guān)介紹。

表面處理噴錫

噴錫工藝稱為HASL熱風(fēng)整平，又名熱風(fēng)焊料整平，它是在PCB表面涂覆熔融錫鉛焊料并用加熱壓縮空氣整平（吹平）的工藝，使其形成一層既抗銅氧化又可提供良好的可焊性的涂覆層，熱風(fēng)整平時(shí)焊料和銅在結(jié)合處形成銅錫金屬化合物，其厚度大約有1～2mil。

噴錫工藝分為有鉛噴錫和無鉛噴錫，其區(qū)別是無鉛噴錫屬于環(huán)保類工藝，不含有害物質(zhì)“鉛”，熔點(diǎn)在218度左右；有鉛噴錫不屬于環(huán)保類工藝，含有害物質(zhì)"鉛"，熔點(diǎn)183度左右。從錫的表面看，有鉛錫比較亮，無鉛錫比較暗淡。

HASL工藝的優(yōu)點(diǎn)

價(jià)格較低，焊接性能佳。

HASL工藝的缺點(diǎn)

不適合用來焊接細(xì)間隙的引腳及過小的元器件，因?yàn)閲婂a板的表面平整度較差，且在后續(xù)組裝過程中容易產(chǎn)生錫珠，對(duì)細(xì)間隙引腳元器件較易造成短路。

噴錫的工藝制成能力

錫厚標(biāo)準(zhǔn)：2-40um

加工尺寸：最大1200*530mm

正常工藝流程：

工程師設(shè)計(jì)要求：

1、當(dāng)板厚<0.6mm時(shí)，噴錫時(shí)因板材受熱變形會(huì)錫高、錫面不平，建議客戶做其他表面處理。

2、當(dāng)板厚>1.0mm時(shí)，長邊尺寸與短邊尺寸相差50mm以內(nèi)時(shí)，設(shè)計(jì)者可以自由決定導(dǎo)軌邊。

3、微盲孔原則上阻焊不做開窗設(shè)計(jì)，如果要做開窗，必須設(shè)計(jì)盲孔填平，盲孔填平后的開窗，如果是阻焊定義PAD，則要滿足阻焊定義PAD設(shè)計(jì)的要求，否則需告知客戶孔壁及孔口有露銅的不良缺陷。

噴錫的特殊工藝流程

噴錫+電金手指

金手指阻焊開窗與最近焊盤距離保證在1mm以上，防止金手指上錫。

噴錫+電長短金手指

采用剝引線的方式制作外層線路和阻焊，金手指阻焊開窗與最近焊盤距離保證在1mm以上，防止金手指上錫。

噴錫+碳油

噴錫+可剝膠

噴錫缺陷孔銅剝離解決辦法

當(dāng)板厚>2.0mm，孔徑>1.0mm，孔距較小的情況下，金屬化槽壁及孔壁的銅受熱容易剝離，多層板在內(nèi)層增加連接環(huán)，寬度≥8mil可解決此問題，雙面板當(dāng)設(shè)計(jì)滿足可能出現(xiàn)孔銅剝離的情況下建議不做噴錫。

推薦使用華秋DFM軟件，用于輔助校驗(yàn)生產(chǎn)工藝是否標(biāo)準(zhǔn)，其PCB裸板分析功能，包括19大項(xiàng)52小項(xiàng)檢查，PCBA裝配分析功能，包括10大項(xiàng)234小項(xiàng)分析。

還可結(jié)合單板的實(shí)際情況來進(jìn)行物理參數(shù)的設(shè)定，盡量增加PCB生產(chǎn)的工藝窗口，采用最成熟的加工工藝和參數(shù)，降低加工難度，提高成品率，減少后期PCB制作的成本和周期。