顶级PCB表面处理(lǐ)以及使用(yòng)哪种

2021-03-30

PCB表面处理(lǐ)细目

在产品开发的購(gòu)买步骤中，裸板上的PCB表面处理(lǐ)看起来似乎是微不足道的决定，但了解变化及其复杂性可(kě)能(néng)会防止问题的产生。

印刷電(diàn)路板的表面光洁度主要做两件事。首先，它有(yǒu)助于保护铜電(diàn)路免受腐蚀。其次，它為(wèi)您的PCBA组件创建了可(kě)焊接的表面。因此，需要考虑以下几项：

您正在使用(yòng)哪些组件

您的PCB的预期产量

電(diàn)路板对环境和一般耐久性的要求

对环境造成的影响

预算

下面将讨论5种最常见的PCB表面处理(lǐ)类型及其优缺点。

热风焊料调平（HASL）

最常用(yòng)的PCB表面光洁度是HASL或“热空气焊料调平”。这是因為(wèi)它永遠(yuǎn)存在并且是最经济的。但是，即使价格与HASL不太接近，新(xīn)技术仍可(kě)以使表面光洁度更高。

在此过程中，将PCB浸入熔化的焊料中，然后用(yòng)热风刀(dāo)将其平整，因此得名。如果您的電(diàn)路板使用(yòng)通孔或大型SMT组件，则HASL可(kě)以正常工作。但是，如果您的電(diàn)路板使用(yòng)的SMT组件小(xiǎo)于0805或SOIC，则可(kě)能(néng)不是理(lǐ)想的表面处理(lǐ)。

该表面光洁度并非完全平坦，因此可(kě)能(néng)导致较小(xiǎo)的组件出现问题。此过程中使用(yòng)的焊料通常是锡铅。这意味着它也不符合RoHS。如果您的项目需要RoHS或您的公司希望减少使用(yòng)的铅量，则可(kě)能(néng)需要指定无铅HASL。

优点：

极好的可(kě)焊性

便宜/成本较低

允许较大的处理(lǐ)窗口

丰富的行业经验/知名度

缺点：

不是平坦的表面，以及大小(xiǎo)焊盘之间的厚度/形貌差异

不适合用(yòng)于更小(xiǎo)，更致密的组件（间距小(xiǎo)于2千万的SMD和BGA）

细间距桥接

不适合HDI产品

无铅HASL

无铅HASL与常规HASL相似，但不使用(yòng)锡铅焊料。

相反，无铅HASL在其工艺中使用(yòng)锡铜，锡镍或锡铜镍锗。这使无铅HASL成為(wèi)经济且符合RoHS的选择。但是，与标准HASL相似，它不适用(yòng)于较小(xiǎo)的SMT组件。

使用(yòng)浸没涂层可(kě)以更好地利用(yòng)高密度/细间距组件的PCBA。它们有(yǒu)时价格稍高一些，但更适合于此目的，并且可(kě)以减少生产过程中的问题。

优点：

极好的可(kě)焊性

便宜/成本较低

允许较大的处理(lǐ)窗口

丰富的行业经验/知名度

多(duō)次热郊游

缺点：

不是平坦的表面，以及大小(xiǎo)焊盘之间的厚度/形貌差异

260-270摄氏度范围内的高处理(lǐ)温度

不适合用(yòng)于更小(xiǎo)，更致密的组件（间距小(xiǎo)于2千万的SMD和BGA）

可(kě)能(néng)在细间距上桥接

浸锡（ISn）

在ISn PCB制造中，采用(yòng)化學(xué)工艺。

该过程需要将平坦的金属层沉积到铜走線(xiàn)上。涂层的平整度使其适用(yòng)于小(xiǎo)型部件。锡是一种经济实惠的浸没涂料类型之一。尽管这是预算友好的选择，但它也有(yǒu)一些缺点。

最大的问题是，锡沉积到铜上之后便开始失去光泽。因此，如果要避免出现低质量的焊点，则需要在30天内对组件进行焊接。

在大批量生产中，这可(kě)能(néng)不是问题。如果您很(hěn)快用(yòng)完大量的電(diàn)路板，也可(kě)以避免失去光泽。但是，如果产量低或要保留裸板库存，则使用(yòng)浸银等涂层可(kě)能(néng)会更明智。

优点：

焊接面积平坦

适用(yòng)于小(xiǎo)间距/ BGA /较小(xiǎo)的组件

无铅表面处理(lǐ)的合理(lǐ)价格

压配合合适的表面处理(lǐ)

即使经过多(duō)次热循环也具有(yǒu)良好的可(kě)焊性

缺点：

对操作敏感–应戴手套

锡晶须问题

侵蚀阻焊层–阻焊层坝应≥5 mil

使用(yòng)前烘烤会降低可(kě)焊性

浸银（IAg）

因此，一方面，浸入式银不会像ISn那样与铜发生反应。另一方面，当它暴露在空气中时会失去光泽。因此，所有(yǒu)IAg PCB都应在存放和搬运过程中以防锈包装存放。

将这些PCB妥善包装后，可(kě)以可(kě)靠地焊接6到12个月。但是，一旦将PCB从其包装中取出，它将需要在一天之内进行回流焊。镀金可(kě)以延長(cháng)保质期。

优点：

平坦的表面

非常适合小(xiǎo)尺寸，小(xiǎo)间距和BGA组件

中等价格的无铅表面处理(lǐ)

板子可(kě)以返工

缺点：

可(kě)能(néng)的处理(lǐ)/褪色问题

特殊包装，防止变色

小(xiǎo)窗口，可(kě)在组装过程中实现最佳可(kě)焊接性

化學(xué)镀镍金（ENIG）

我个人最喜欢的PCB表面处理(lǐ)是ENIG。電(diàn)镀金的方法是在化學(xué)镍或電(diàn)解镍上使用(yòng)一薄层金。

镀金坚硬耐用(yòng)。这样可(kě)以使其具有(yǒu)较長(cháng)的保存期限，即使是一个好的制造商(shāng)，也可(kě)以持续数年。材料，工艺和可(kě)靠性往往会使ENIG板比其他(tā)表面处理(lǐ)板更加昂贵。但是，我们已经看到许多(duō)董事会开始将大部分(fēn)流程转移到ENIG，即使与其他(tā)机构之间的价格相差不大，价格也相同。

优点：

最平坦的表面光洁度

适用(yòng)于小(xiǎo)尺寸，小(xiǎo)间距和BGA组件

可(kě)靠的制造工艺和程序

引線(xiàn)键合

缺点：

有(yǒu)时更昂贵的完成

BGA的黑垫问题

讯号损失（RF）

最好避免使用(yòng)阻焊层定义的BGA

為(wèi)您的项目选择合适的PCB表面处理(lǐ)

PCB的表面光洁度是至关重要的决定，应在制造前加以考虑。考虑组件类型和产量之类的事情对于顺利组装过程至关重要。耐用(yòng)性，环境影响和成本也可(kě)能(néng)是要考虑并与您的团队讨论的因素。通过全面了解您的需求，只有(yǒu)这样，您才能(néng)為(wèi)PCB选择合适的表面光洁度。