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為什么PCB表面要涂(鍍)覆層?

2019-12-31 16:26:00

PCB表面涂(鍍)覆層的必要性

為了保證PCB上焊接盤銅表面在焊接前不被氧化和污染,必須采用表面涂(鍍)覆層加以保護,而表面涂(鍍)覆層必須滿足必要而充分的條件才能達到目的。

  銅是僅次于銀的優良導體和好的物理性能(如延展性等)的金屬,加上儲量相當豐富、成本不高,因此銅被PCB選用為導電材料。但是銅是活潑金屬,其表面是極易于氧化而形成氧化層(氧化銅和氧化亞銅),這個氧化層往往是造成焊接點故障而影響可靠性和使用壽命。據統計,PCB的使用故障70%來自于焊接點上,主要原因是:

(1)由于焊盤表面污染、氧化等組成焊接不完整、虛焊等引起的;

(2)由于金-銅間互為擴散形成擴散層或錫-銅間形成金屬間互化物,從而引起界面疏松、脆裂等故障。所以PCB用于焊接的銅表面必須采用可焊性保護層或可焊性阻檔層加以保護,才能減輕或避免發生故障問題。


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PCB表面涂(鍍)覆層的要求性

從PCB焊盤上焊接元組件的過程和檢測結果來看,對PCB焊盤上表面涂(鍍)覆層的要求主要有如下五個方面。

耐熱性:在焊接高溫度下,表面涂(鍍)覆層仍然能保護PCB焊盤銅表面不被氧化并使焊料進入到銅(或金屬)表面而實現連接。有機的表面涂(鍍)覆層的耐熱性是指它的熔點和熱分解(揮發)溫度的性能,其熔點應與焊料(錫)的熔點接近或略低,但其熱分解溫度(≥350℃)應該遠大于焊料的熔點溫度和焊接溫度,才能保證在焊接時銅表面不發生氧化。金屬的表面鍍覆層的耐熱性能是不存在這個問題的。

 覆蓋性:對于有機耐熱可焊性涂覆層(含助焊劑)在焊接前和焊接過程中,能夠完整覆蓋在銅焊盤表面上不被氧化和污染,只有在熔融焊料焊接到銅焊盤表面后才能游離開、分解揮發去、漂?。ǜ采w)在焊點表面上。因此,為了保證熔融焊料完整焊接在連接盤上,熔融有機表面涂覆層的表面張力要小、分解溫度要高,才能保證在焊接前和過程中有很好的覆蓋能力。同時,其比重比熔融焊料(錫)要小得多,以保證熔融焊料擠壓并滲透到銅表面上,所以有機表面涂覆層的覆蓋性是指它在焊接溫度下的表面張力、比重等的性能。而金屬的表面鍍覆層是在焊接時部分熔入焊料中亦或在阻檔層表面上而實現連接。

殘留物:有機耐熱可焊性涂(鍍)覆層的殘留物是指在焊料焊接后,在焊接盤上或焊點上的殘留物。一般來說,這些殘留物是有害的(如有機酸類或鹵化物等),應該加以去除,所以在焊接后要采用清洗措施?,F在有免清洗的焊接技術,那是因為有機的表面涂(鍍)覆層的焊接后殘留物很少(絕大部分都已分解和揮發掉)。

 腐蝕性 :有機耐熱可焊性涂(鍍)覆層的腐蝕性是指在焊料焊接后對PCB表面存在著腐蝕現象,如對PCB基材表面、金屬層上等發生腐蝕。這是因為在有機耐熱可焊性涂(鍍)覆層中或多或少都存在著鹵化物或有機酸(主要是為了進一步清除銅焊盤上殘留氧化物與污染物),但是這些酸性物質在焊接后存在是有害的,除了分解揮發外,不足必須進行清洗除去。

環保性 :表面涂(鍍)覆層的環保性是指:在形成涂覆層過程中產生的廢水和焊接后清洗的廢液應是容易處理、成本低并不污染環境的物質。

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