印刷電(diàn)路板组装的電(diàn)镀注意事项

2021-03-26

这与我们有(yǒu)关，以提醒我们，裸露的铜会在我们所有(yǒu)人赖以生存的大气中非常迅速地腐蚀。PCB的构造将包括铜的外层，以最小(xiǎo)化组件的连接和扇出。发生的第一件事是用(yòng)更多(duō)的铜镀覆这些层，这也镀了该板的通孔（通孔）。

铜加铜-制造工艺规范

刚性PCB叠层通常不考虑该電(diàn)镀步骤。当设计师将铜分(fēn)配到各个层时，他(tā)们可(kě)以依靠它们来设想施工顺序。在这方面，核心通孔开始和结束的层将与外部层面临相同的过程。

对于柔性印刷電(diàn)路的叠层，通常在叠层图中记录附加的镀层。所添加的铜使弯曲变硬，这可(kě)能(néng)是不希望的。既然如此，我们将研究比面板電(diàn)镀更具选择性的纽扣電(diàn)镀。通常，在FPC上进行的所有(yǒu)電(diàn)镀，掩膜，覆盖，标记和硬化处理(lǐ)都将是為(wèi)此目的而设计的材料。

对于FPC，铜本身会被退火，也就是说，通过使薄板通过两个大辊将其一次又(yòu)一次地压下而软化。这将创建一个颗粒状的对齐方式，為(wèi)走線(xiàn)提供平滑的外表面，从而实际上改善了信号完整性。它被指定為(wèi)“轧制退火铜”或RA cu。简写。

因此，更多(duō)的铜是第一个電(diàn)镀操作。无论它是否显示為(wèi)单独的项目，它都必须成為(wèi)一个因素，尤其是当我们倾向于高密度互连和受控阻抗情况时。无论是刚性，柔性还是两者的结合，铜的重量都是電(diàn)路板性能(néng)的主要考虑因素之一。

使用(yòng)注意事项：这些表面处理(lǐ)大多(duō)数将以微英寸或微米為(wèi)单位进行测量，但是铜具有(yǒu)自己的度量单位，基于一平方英尺的铜的重量。压扁一盎司的铜以填充平方英尺的空间，最终将得到厚度為(wèi)0.0014英寸的薄板。两盎司铜的厚度将是原来的两倍。尽管较薄的铜更常见，但您会发现基本材料的范围从四分(fēn)之一盎司到几盎司。

整个印刷電(diàn)路板是信号与功率分(fēn)配之间的平衡。通常使用(yòng)不同的权重，只要它们使用(yòng)从顶部到底部或从底部到顶部读取的书本匹配序列看起来相同的序列即可(kě)。较厚的铜外层希望尽快覆盖一些东西，以免变绿。

最高可(kě)靠性的解决方案仍然是使用(yòng)Sn63锡/铅进行热风焊料调平或简称HASL的旧解决方案。这种东西已经被禁止很(hěn)長(cháng)时间了，使用(yòng)时需要豁免。尽管如此，没有(yǒu)证据证明轨道卫星或需要長(cháng)期运行的其他(tā)场景有(yǒu)更好的选择。豁免清单仍然很(hěn)長(cháng)。铅基焊料不符合RoHS环保要求，因此此处的主要问题是处理(lǐ)。

金属上的异种金属保护裸铜

贵金属不是那么容易获得或与其一起使用(yòng)，但是它们是当今消费市场上電(diàn)镀的主要合作伙伴。金不容易与铜结合。使用(yòng)镍的中间层解决了金属间化合物(wù)的问题，这是我们最了解的采用(yòng)焊盘内焊技术的表面贴装元件的配方。化學(xué)镍/浸金（ENIG）是一种非常流行的涂层，因為(wèi)它可(kě)以很(hěn)好地焊接，并且在焊接之前起到了保护铜的作用(yòng)。

“焊盘看起来越相似，就连贯的焊点而言就越好。”

ENIG電(diàn)镀的另一个好处是供应商(shāng)可(kě)以实现平坦的焊盘表面。与HASL相比，其效果是提高了组装良率，从而在焊盘过孔结构周围留下了更大的表面粗糙度。焊盘看起来越相似，就连贯的焊点而言就越好。

ENIG饰面有(yǒu)一个已知的缺点，即组装缺陷（称為(wèi)黑垫）的形式。这是镍阻挡层的故障，导致开路或间歇性電(diàn)路。我相信，随着冶金學(xué)家对磷含量的微调，这一问题已基本解决。那时，该过程一直让人感到越来越痛苦，但是这种缺陷并不常见

硬度对这些金表面处理(lǐ)至关重要。ENIG产生中等硬度，适合一般用(yòng)途。建议将更耐用(yòng)的硬金用(yòng)于金手指边缘连接器或按钮。另一方面，為(wèi)板载芯片应用(yòng)连接引線(xiàn)键合需要较软的金。两者都可(kě)能(néng)需要更昂贵的选择性涂饰剂。也许不是；继续阅读。

钯作為(wèi)附加的阻挡金属层

在電(diàn)路板上实现引線(xiàn)键合的一种方法是使用(yòng)ENIPIG，该方法类似于ENIG，但在镍和金之间添加了一层钯。钯并不便宜，但它减少了黄金的数量，而黄金的价格甚至更高，因此总的来说，这是一次胜利。它具有(yǒu)良好的可(kě)焊性，极好的保质期，并且满足可(kě)靠的引線(xiàn)键合的拉力测试要求。ENIPIG是一种通用(yòng)的铜保护剂。

作為(wèi)一种环保涂料，锡仍在竞争中，但有(yǒu)了新(xīn)的合作伙伴。传统的焊料中锡含量為(wèi)63％，而较新(xīn)的配方中锡含量接近97％，主要的“杂质”為(wèi)银。还可(kě)以添加其他(tā)微量金属以适合不同的工艺，包括控制锡晶须，这在纯锡中很(hěn)常见。

锡合金减去铅的主要區(qū)别在于熔点更高。这些“绿色”材料必须使组件和電(diàn)路板本身承受更高的回流温度。整个行业从锡/铅到金/镍以达到无铅标准，然后再到锡/银涂层以符合减少有(yǒu)害物(wù)质的要求。

有(yǒu)机表面保护剂-低成本解决方案

将其他(tā)金属镀到裸铜上的一种低成本替代方法是在裸露的铜上施加有(yǒu)机表面保护剂（OSP）。OSP是一种超薄涂层，可(kě)保护否则裸露的铜直到焊料接管為(wèi)止。作為(wèi)各种電(diàn)镀工艺的替代品，OSP旨在在回流期间蒸发而没有(yǒu)任何残留物(wù)。

使用(yòng)注意事项：在裸板焊接之前，应将其真空密封并保存在湿度可(kě)控的存储器中。每块板之间应装一张离型纸，以减少刮擦表面保护剂的机会。阳光还会破坏这种保护类型，因此应在室内适当存放。在任何情况下，您都不想等待太長(cháng)时间来处理(lǐ)OSP涂层板。据我所知，尽管有(yǒu)多(duō)个委员会致力于初步规范，但尚无关于OSP的IPC规范获得批准。

需要注意的另一件事是板上的裸露铜焊盘可(kě)能(néng)没有(yǒu)焊接。测试点和其他(tā)裸露的金属将从模板中的焊膏开口中受益。这样，在OSP消失之后，测试点即可(kě)在铜上覆盖一层良好的焊料。電(diàn)镀液不需要这样做，但是在测试探针碰到的地方添加一点多(duō)余的材料就不会伤到人。

所有(yǒu)这些電(diàn)镀选项和细节都会进一步分(fēn)散选择。一般而言，对于高密度和高速应用(yòng)，应使用(yòng)金，对于更传统的電(diàn)路板，包括不使用(yòng)焊盘内焊盘技术的表面安装，应使用(yòng)锡基涂层。最后，通过使用(yòng)OSP涂层进行批量生产，可(kě)能(néng)完全跳过添加的電(diàn)镀步骤。