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關(guān)于PCB板表面處理,鍍金和沉金工藝的區(qū)別

lPCU_elecfans ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-07-03 16:12 ? 次閱讀

一、PCB板表面處理

PCB板的表面處理工藝包括:抗氧化,噴錫,無鉛噴錫,沉金,沉錫,沉銀,鍍硬金,全板鍍金,金手指,鎳鈀金OSP等。

要求主要有:成本較低,可焊性好,存儲條件苛刻,時(shí)間短,環(huán)保工藝,焊接好,平整 。噴錫:噴錫板一般為多層(4-46層)高精密度PCB樣板,已被國內(nèi)多家大型通訊、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療設(shè)備及航空航天企業(yè)和研究單位采用。

金手指(connecting finger)是內(nèi)存條上與內(nèi)存插槽之間的連接部件,所有的信號都是通過金手指進(jìn)行傳送的。

金手指由眾多金黃色的導(dǎo)電觸片組成,因其表面鍍金而且導(dǎo)電觸片排列如手指狀,所以稱為“金手指”,金手指板都需要鍍金或沉金。

金手指實(shí)際上是在覆銅板上通過特殊工藝再覆上一層金,因?yàn)榻鸬目寡趸詷O強(qiáng),而且傳導(dǎo)性也很強(qiáng)。不過因?yàn)榻鸢嘿F的價(jià)格,目前較多的內(nèi)存都采用鍍錫來代替,從上個(gè)世紀(jì)90年代開始錫材料就開始普及。

目前主板、內(nèi)存和顯卡等設(shè)備的“金手指”幾乎都是采用的錫材料,只有部分高性能服務(wù)器/工作站的配件接觸點(diǎn)才會繼續(xù)采用鍍金的做法,價(jià)格自然不菲的。

二、鍍金和沉金工藝的區(qū)別

沉金采用的是化學(xué)沉積的方法,通過化學(xué)氧化還原反應(yīng)的方法生成一層鍍層,一般厚度較厚,是化學(xué)鎳金金層沉積方法的一種,可以達(dá)到較厚的金層。

鍍金采用的是電解的原理,也叫電鍍方式。其他金屬表面處理也多數(shù)采用的是電鍍方式。

在實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用中,90%的金板是沉金板,因?yàn)殄兘鸢搴附有圆钍撬闹旅秉c(diǎn),也是導(dǎo)致很多公司放棄鍍金工藝的直接原因!

沉金工藝在印制線路表面上沉積顏色穩(wěn)定,光亮度好,鍍層平整,可焊性良好的鎳金鍍層?;究煞譃樗膫€(gè)階段:前處理(除油,微蝕,活化、后浸),沉鎳,沉金,后處理(廢金水洗,DI水洗,烘干)。沉金厚度在0.025-0.1um間。

金應(yīng)用于電路板表面處理,因?yàn)榻鸬膶?dǎo)電性強(qiáng),抗氧化性好,壽命長,一般應(yīng)用如按鍵板,金手指板等,而鍍金板與沉金板最根本的區(qū)別在于,鍍金是硬金(耐磨),沉金是軟金(不耐磨)。

1、沉金與鍍金所形成的晶體結(jié)構(gòu)不一樣,沉金對于金的厚度比鍍金要厚很多,沉金會呈金黃色,較鍍金來說更黃(這是區(qū)分鍍金和沉金的方法之一),鍍金的會稍微發(fā)白(鎳的顏色)。

2、沉金與鍍金所形成的晶體結(jié)構(gòu)不一樣,沉金相對鍍金來說更容易焊接,不會造成焊接不良。沉金板的應(yīng)力更易控制,對有邦定的產(chǎn)品而言,更有利于邦定的加工。同時(shí)也正因?yàn)槌两鸨儒兘疖?,所以沉金板做金手指不耐?沉金板的缺點(diǎn))。

3、沉金板只有焊盤上有鎳金,趨膚效應(yīng)中信號的傳輸是在銅層不會對信號有影響。

4、沉金較鍍金來說晶體結(jié)構(gòu)更致密,不易產(chǎn)成氧化。

5、隨著電路板加工精度要求越來越高,線寬、間距已經(jīng)到了0.1mm以下。鍍金則容易產(chǎn)生金絲短路。沉金板只有焊盤上有鎳金,所以不容易產(chǎn)成金絲短路。

6、沉金板只有焊盤上有鎳金,所以線路上的阻焊與銅層的結(jié)合更牢固。工程在作補(bǔ)償時(shí)不會對間距產(chǎn)生影響。

7、對于要求較高的板子,平整度要求要好,一般就采用沉金,沉金一般不會出現(xiàn)組裝后的黑墊現(xiàn)象。沉金板的平整性與使用壽命較鍍金板要好。

三、為什么要用鍍金板

隨著IC的集成度越來越高,IC腳也越多越密。而垂直噴錫工藝很難將成細(xì)的焊盤吹平整,這就給SMT的貼裝帶來了難度;另外噴錫板的待用壽命(shelf life)很短。

而鍍金板正好解決了這些問題:

1、對于表面貼裝工藝,尤其對于0603及0402 超小型表貼,因?yàn)楹副P平整度直接關(guān)系到錫膏印制工序的質(zhì)量,對后面的再流焊接質(zhì)量起到?jīng)Q定性影響,所以,整板鍍金在高密度和超小型表貼工藝中時(shí)常見到。

2、在試制階段,受元件采購等因素的影響往往不是板子來了馬上就焊,而是經(jīng)常要等上幾個(gè)星期甚至個(gè)把月才用,鍍金板的待用壽命(shelf life)比鉛錫合 金長很多倍所以大家都樂意采用.再說鍍金PCB在度樣階段的成本與鉛錫合金板相比相差無幾。

但隨著布線越來越密,線寬、間距已經(jīng)到了3-4MIL。因此帶來了金絲短路的問題: 隨著信號的頻率越來越高,因趨膚效應(yīng)造成信號在多鍍層中傳輸?shù)那闆r對信號質(zhì)量的影響越明顯。

趨膚效應(yīng)是指:高頻的交流電,電流將趨向集中在導(dǎo)線的表面流動。 根據(jù)計(jì)算,趨膚深度與頻率有關(guān)。

四、為什么要用沉金板

為解決鍍金板的以上問題,采用沉金板的PCB主要有以下特點(diǎn):

1、因沉金與鍍金所形成的晶體結(jié)構(gòu)不一樣,沉金會呈金黃色較鍍金來說更黃,客 戶更滿意。

2、因沉金與鍍金所形成的晶體結(jié)構(gòu)不一樣,沉金較鍍金來說更容易焊接,不會造成焊接不良,引起客戶投訴。

3、因沉金板只有焊盤上有鎳金,趨膚效應(yīng)中信號的傳輸是在銅層不會對信號有影響。

4、因沉金較鍍金來說晶體結(jié)構(gòu)更致密,不易產(chǎn)成氧化。

5、因沉金板只有焊盤上有鎳金,所以不會產(chǎn)成金絲造成微短。

五、沉金板VS鍍金板其實(shí)鍍金工藝分為兩種:一為電鍍金,一為沉金

對于鍍金工藝來講,其上錫的效果上大打折扣的, 而沉金的上錫效果是比較好一點(diǎn)的這里只針對PCB問題說,有以下幾種原因:

1、在PCB印刷時(shí),PAN位上是否有滲油膜面,它可以阻擋上錫的效果;這可以做漂錫試驗(yàn)來驗(yàn)證。

2、PAN位的潤位上否符合設(shè)計(jì)要求,也就是焊盤設(shè)計(jì)時(shí)是否能足夠保證零件的支持作用。

3、焊盤有沒有受到污染,這可以用離子污染測試得出結(jié)果;

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原文標(biāo)題:關(guān)于在PCB板上沉金和鍍金那些你不知道的事兒

文章出處:【微信號:elecfans,微信公眾號:電子發(fā)燒友網(wǎng)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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