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PCB表面涂(鍍)覆層的怎么分類?

  • 發(fā)布時(shí)間:2023-03-20 10:29:40
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按制造技術(shù)方法可分為表面涂覆層和金屬表面鍍覆層兩大類型。

①表面涂覆層

表面涂覆層是指在新鮮的銅連接盤表面以物理方法涂覆上既耐熱又可焊的覆蓋薄層。如從Z早采用的天然松香類、各種人工合成的類松香物(含各種各樣助焊劑)到OSP(有機(jī)可焊性保護(hù)劑)。它們主要特點(diǎn)是在焊接以前和焊接過(guò)程中能夠保護(hù)和形成新鮮(無(wú)污染和無(wú)氧化)的銅表面提供焊料直接連接。還有熱風(fēng)焊料整平(HASL)也是涂覆上去的,不過(guò)它在HASL過(guò)程中便開(kāi)始形成“暫穩(wěn)態(tài)”CuxSny的金屬間互化物(IMC),焊料是焊接在CuxSny的IMC上。

②表面鍍覆層

表面鍍覆層是指在新鮮的銅連接盤表面,以化學(xué)鍍或電鍍方法形成既耐熱又可焊的金屬覆蓋薄層,如電鍍金、化學(xué)鍍錫、化學(xué)鍍銀、化學(xué)鍍鎳-金、化學(xué)鍍鎳-鈀-金、化學(xué)鍍鎳-鈀、化學(xué)鍍鈀等。它們主要特點(diǎn)是在焊接以前和焊接過(guò)程中能夠保護(hù)和形成新鮮(無(wú)污染和無(wú)氧化)的銅表面或金屬阻檔層,以保證焊料能夠焊接在銅表面或阻檔層表面上。

PCB表面處理

 

按應(yīng)用(焊接)結(jié)果分類,這些表面涂(鍍)覆層可分為三大類:

 

①焊料焊接在無(wú)阻檔層上的表面涂(鍍)覆層

這類表面涂(鍍)覆層的主要特征是:在高溫焊接過(guò)程中被熔融焊料擠壓離開(kāi)銅表面而漂浮在焊料表面或熱分解或兩者兼之除去,但是焊接點(diǎn)的連接界面處會(huì)形成暫穩(wěn)態(tài)的金屬間互化物(IMC),造成應(yīng)用過(guò)程中發(fā)生故障隱患,如天然松香類、人工合成的類松香物(含各種各樣助焊劑)、OSP(有機(jī)可焊性保護(hù)劑)、化學(xué)鍍錫、化學(xué)鍍銀等等。

 

②焊料焊接在擴(kuò)散層上的表面鍍覆層

為了消除暫穩(wěn)態(tài)的金屬間互化物(IMC),Z早采用銅表面鍍厚金作為表面鍍覆層,但是實(shí)踐和應(yīng)用表明:

(1)金-銅之間易于發(fā)生擴(kuò)散作用,即金原子會(huì)擴(kuò)散到銅結(jié)晶結(jié)構(gòu)中,而銅原子也會(huì)擴(kuò)散到金結(jié)晶結(jié)構(gòu)里,這是由于金和銅都是面心立方晶體,而且熔點(diǎn)和原子半徑非常相近的原因,因此擴(kuò)散易于發(fā)生;

(2)金-銅界面之間的擴(kuò)散層易于發(fā)生內(nèi)應(yīng)力作用,這是由于銅熱膨脹系數(shù)大于金熱膨脹系數(shù),擴(kuò)散的金-銅界面的結(jié)晶結(jié)構(gòu)必然會(huì)發(fā)生互為擠壓的內(nèi)應(yīng)力引起形變而疏松、脆裂等問(wèn)題,進(jìn)而引起線路故障,這種情況已有過(guò)深刻而慘重的歷史教訓(xùn)。

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③焊料焊接在阻檔層上的表面金屬鍍覆層

 這類表面鍍覆層的主要特征是:在高溫焊接過(guò)程中焊料是焊接在金屬阻檔層表面上,而不是直接焊接在銅表面上,因此焊接點(diǎn)的連接界面處既不會(huì)形成非穩(wěn)定的金屬間互化物,又不會(huì)在金屬間發(fā)生擴(kuò)散作用:如電鍍鎳-金、化學(xué)鍍鎳-金、化學(xué)鍍鎳-鈀-金、化學(xué)鍍鎳-鈀、化學(xué)鍍鈀等。由于阻檔層是金屬的,而且全部是用化學(xué)鍍或電鍍方法來(lái)形成的,所以又可稱為金屬表面鍍覆層。

THE END

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