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PCB設計與製造表麵處理工藝的特點介紹

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PCB設計與製造表麵處理工藝的特點介紹

發布日期:2016-11-02 作者:AG8亚游 點擊:

1. 熱風整平
熱風整平又名熱風焊料整平,它是在PCB表麵塗覆熔融錫鉛焊料並用加熱壓縮空氣整(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塗覆層。熱風整平時焊料和銅在結合處形成銅錫金屬間化合物。保護銅麵的焊料厚度大約有1-2mil。
PCB進行熱風整平時要浸在熔融的焊料中;風刀在焊料凝固之前吹平液態的焊料;風刀能夠將銅麵上焊料的彎月狀最小化和阻止焊料橋接。熱風整平分為垂直式和水平式兩種,一般認為水平式較好,主要是水平式熱風整平鍍層比較均勻,可實現自動化生產。熱風整平工藝的一般流程為:微蝕→預熱→塗覆助焊劑→噴錫→清洗。
2. 有機塗覆
有機塗覆工藝不同於其他表麵處理工藝,它是在銅和空氣間充當阻隔層;有機塗覆工藝簡單、成本低廉,這使得它能夠在業界廣泛使用。早期的有機塗覆的分子是起防鏽作用的咪唑和苯並三唑,最新的分子主要是苯並咪唑,它是化學鍵合氮功能團到PCB上的銅。在後續的焊接過程中,如果銅麵上隻有一層的有機塗覆層是不行的,必須有很多層。這就是為什麽化學槽中通常需要添加銅液。在塗覆第一層之後,塗覆層吸附銅;接著第二層的有機塗覆分子與銅結合,直至二十甚至上百次的有機塗覆分子集結在銅麵,這樣可以保證進行多次回流焊。試驗表明:最新的有機塗覆工藝能夠在多次無鉛焊接過程中保持良好的性能。
有機塗覆工藝的一般流程為:脫脂→微蝕→酸洗→純水清洗→有機塗覆→清洗,過程控製相對其他表麵處理工藝較為容易。
3. 化學鍍鎳/浸金
化學鍍鎳/浸金工藝不像有機塗覆那樣簡單,化學鍍鎳/浸金好像給PCB穿上厚厚的盔甲;另外化學鍍鎳/浸金工藝也不像有機塗覆作為防鏽阻隔層,它能夠在PCB長期使用過程中有用並實現良好的電性能。因此,化學鍍鎳/浸金是在銅麵上包裹一層厚厚的、電性良好的鎳金合金,這可以長期保護PCB;另外它也具有其它表麵處理工藝所不具備的對環境的忍耐性。鍍鎳的原因是由於金和銅間會相互擴散,而鎳層能夠阻止金和銅間的擴散;如果沒有鎳層,金將會在數小時內擴散到銅中去。化學鍍鎳/浸金的另一個好處是鎳的強度,僅僅5微米厚度的鎳就可以限製高溫下Z方向的膨脹。此外化學鍍鎳/浸金也可以阻止銅的溶解,這將有益於無鉛組裝。
1. 熱風整平
熱風整平曾經在PCB表麵處理工藝中處於主導地位。二十世紀八十年代,超過四分之三的PCB使用熱風整平工藝,但過去十年以來業界一直都在減少熱風整平工藝的使用,估計目前約有25%-40%的PCB使用熱風整平工藝。熱風整平製程比較髒、難聞、危險,因而從未是令人喜愛的工藝,但熱風整平對於尺寸較大的元件和間距較大的導線而言,卻是極好的工藝。在密度較高的PCB中,熱風整平的平坦性將影響後續的組裝;故HDI板一般不采用熱風整平工藝。隨著技術的進步,業界現在已經出現了適於組裝間距更小的QFP和BGA的熱風整平工藝,但實際應用較少。目前一些工廠采用有機塗覆和化學鍍鎳/浸金工藝來代替熱風整平工藝;技術上的發展也使得一些工廠采用浸錫、浸銀工藝。加上近年來無鉛化的趨勢,熱風整平使用受到進一步的限製。雖然目前已經出現所謂的無鉛熱風整平,但這可將涉及到設備的兼容性問題。
2. 有機塗覆
估計目前約有25%-30%的PCB使用有機塗覆工藝,該比例一直在上升(很可能有機塗覆現在已超過熱風整平居於第一位)。有機塗覆工藝可以用在低技術含量的PCB,也可以用在高技術含量的PCB上,如單麵電視機用PCB、高密度芯片封裝用板。對於BGA方麵,有機塗覆應用也較多。PCB如果沒有表麵連接功能性要求或者儲存期的限定,有機塗覆將是最理想的表麵處理工藝。
積層法多層板工藝特點,是它的積層法層形成是要逐層的反複層壓加工才完成的。因此,積層法多層板工藝還存在著加工時間長、產品合格率低等問題。它在製造過程中,由於樹脂受到熱應力的影響,而引起基板的尺寸發生變化較大。這樣,要想用積層法多層板法去製作出微細的疊加通孔的基板是十分困難的。

  PALUP采用了熱塑性樹脂,使基板有一定的柔韌性。在受到熱衝擊時產生剛性的熱應力較小。在板的層數增加時,可以通過一次的層壓就完成多層的成型加工,因而可獲得優異的尺寸精度。這種多層板的“半固化片”是單麵溶接著銅箔的熱塑性樹脂薄片。在銅箔上先加工上電路圖形,連接部位用激光加工出有底的通孔,並對加工出的通孔進行金屬糊膏的填埋。

相關標簽:PCB設計與製造

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