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PCB表麵處理工藝特點概述

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PCB表麵處理工藝特點概述

發布日期:2016-12-26 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。
近年世界銅箔行業中,一些高性能的電解銅箔製造技術得到不斷創新、不斷發展。一位海外的銅箔市場研究專家近期認為:由於未來在高密度細線化( LIS = 0.10 mm/0 .10 mm以上)、多層化(6 層以上)、薄型化(0.8 mm) 及高頻化的PCB將會大量的采用高性能銅箔,這種銅箔的市場占有比例在不久將來會達到40% 以上。這些高性能的銅箔的主要類型及特性如下。

1.優異的抗拉強度及延伸率銅箔優異的抗拉強度及延伸率電解銅箔,包括在常態下和高溫下兩方麵。常態下高抗拉強度及高延伸率,可以提高電解銅箔的加工處理性,增強剛性避免榴皺以提高生產合格率。高溫延伸性(HTE) 銅箔和高溫下高抗拉強度銅箔,可以提高PCB熱穩定性,避免變形及翹曲。同時銅箔高溫斷裂(一般銅宿使用在多層板內層中,製作通孔內環,在進行浸焊時易出現裂環現象)問題,采用HTE 銅箔可以得到改善。

2. 低輪廓銅箔

多層板的高密度布線的技術進步,使得繼續再采用一般傳統型的電解銅箔,已不適應製造高精細化PCB圖形電路的需要。在這種情況下,一種新一代銅箔一一低輪廓(Low Profile, LP) 或超低輪廓(VLP) 的電解銅箔相繼出現。低輪廓銅箔是在20 世紀90 年代初(1 992-1994 年),幾乎同期在美國(Gould 公司的Arizona 工廠)及日本(三井金屬公司、古河電氣公司、福田金屬工業公司)成功地開發出來。

一般原箔由電鍍法製成,所用的電流密度很高,所以原箔的微結晶非常粗糙,呈粗大的柱狀結晶。其切片橫斷層的“棱線”,起伏較大。而LP 銅箔的結晶很細膩(2μm 以下) ,為等軸晶粒,不含柱狀晶體,是呈成片層結晶,且棱線平坦。表麵粗化度低。VLP 銅箔經實際測定,平均粗化度(R.) 為0.55μm (一般銅箔為1. 40μm) 。最大粗化度( R m?x ) 為5.04μm( 一般銅箔為12.50μm) 由各類銅箔特性對比見表5-1-8 (本表數據以日本三井金屬公司的各類銅箔產品為例)。

VLP, LP 銅箔除能保證普通銅筒一般性能外,還具有以下幾個特性。

① VLP 、LP 銅箔初期析出的是保持一定距離的結晶層,其結晶並不成縱向連接疊積向上狀,而是形成略凹凸的平麵片狀。這種結晶結構可阻止金屬晶粒間的滑動,有較大的力可去抵抗外界條件影響造成的變形。因而銅箔抗張強度、延伸率(常態、熱態)優於一般電解銅箔。

② LP 銅箔比一般銅箔在粗化麵上較平滑、細膩。在銅箔與基板的交接界麵上,不會在蝕刻後發生殘留的銅粉(銅粉轉移現象) ,提高了PCB的表麵電阻和層間電阻特性,提高了介電性能的可靠性。


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。
化學鍍鎳/浸金工藝的一般流程為:酸性清潔→微蝕→預浸→活化→化學鍍鎳→化學浸金,主要有6個化學槽,涉及到近100種化學品,因此過程控製比較困難。

相關標簽:PCBA樣品研發

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