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PCB板為什么要鍍金

電子設(shè)計(jì) ? 來源: 電子設(shè)計(jì) ? 作者: 電子設(shè)計(jì) ? 2020-10-30 16:05 ? 次閱讀
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一、PCB 板表面處理:
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: 成本較底,可焊性好,存儲(chǔ)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(guó)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)和研究單位都可以用到,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(hào)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(huì)繼續(xù)采用鍍金的做法,價(jià)格自然不菲的。


二、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(duì)于表面貼裝工藝,尤其對(duì)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(duì)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(gòu)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(zhǎng)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(hào)的頻率越來越高,因趨膚效應(yīng)造成信號(hào)在多鍍層中傳輸?shù)那闆r對(duì)信號(hào)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(dòng)。根據(jù)計(jì)算,趨膚深度與頻率有關(guān)。


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(huì)呈金黃色較鍍金來說更黃,客戶更滿意。

2、沉金較鍍金來說更容易焊接,不會(huì)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(hào)的傳輸是在銅層不會(huì)對(duì)信號(hào)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(huì)產(chǎn)成金絲造成微短。

6、因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。

7、工程在作補(bǔ)償時(shí)不會(huì)對(duì)間距產(chǎn)生影響。

8、因沉金與鍍金所形成的晶體結(jié)構(gòu)不一樣,其沉金板的應(yīng)力更易控制,對(duì)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磨?/p>

9、沉金板的平整性與待用壽命與鍍金板一樣好。


對(duì)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;除非廠家要求的是綁定,不然現(xiàn)在大部分廠家會(huì)選擇沉金 工藝一般常見的情況下 PCB 表面處理為以下幾種:


鍍金(電鍍金,沉金),鍍銀,OSP,噴錫(有鉛和無鉛)。


這幾種主要是針對(duì) FR-4 或 CEM-3 等板材來說的,紙基料還有涂松香的表面處理方式;上錫不良(吃錫不良)這塊如果排除了錫膏等貼片廠家生產(chǎn)及物料工藝方面的原因來說。


這里只針對(duì) 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(rùn)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(cè)試得出結(jié)果;以上三點(diǎn)基本上是 PCB 廠家考慮的重點(diǎn)方面。


關(guān)于表面處理的幾種方式的優(yōu)缺點(diǎn),是各有各的長(zhǎng)處和短處!


鍍金方面,它可以使 PCB 存放的時(shí)間較長(zhǎng),而且受外界的環(huán)境溫濕度變化較小(相對(duì)其它表面處理而 言),一般可保存一年左右時(shí)間;噴錫表面處理其次,OSP 再次,這兩種表面處理在環(huán)境溫濕度的存放時(shí)間要注意許多。


一般情況下,沉銀表面處理有點(diǎn)不同,價(jià)格也高,保存條件更苛刻,需要用無硫紙包裝處理!并且保存時(shí)間在三個(gè)月左右! 在上錫效果方面來說,沉金, OSP,噴錫等其實(shí)是差不多的,廠家主要是考慮性價(jià)比方面!

審核編輯 黃昊宇

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