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PCB表面涂(鍍)覆層的怎么分類?

2019-12-31 16:47:57

按制造技術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。如從最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(有機可焊性保護劑)。它們主要特點是在焊接以前和焊接過程中能夠保護和形成新鮮(無污染和無氧化)的銅表面提供焊料直接連接。還有熱風焊料整平(HASL)也是涂覆上去的,不過它在HASL過程中便開始形成“暫穩態”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、化學鍍錫、化學鍍銀、化學鍍鎳-金、化學鍍鎳-鈀-金、化學鍍鎳-鈀、化學鍍鈀等。它們主要特點是在焊接以前和焊接過程中能夠保護和形成新鮮(無污染和無氧化)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。


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按應用(焊接)結果分類,這些表面涂(鍍)覆層可分為三大類:

①焊料焊接在無阻檔層上的表面涂(鍍)覆層

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

②焊料焊接在擴散層上的表面鍍覆層

為了消除暫穩態的金屬間互化物(IMC),最早采用銅表面鍍厚金作為表面鍍覆層,但是實踐和應用表明:(1)金-銅之間易于發生擴散作用,即金原子會擴散到銅結晶結構中,而銅原子也會擴散到金結晶結構里,這是由于金和銅都是面心立方晶體,而且熔點和原子半徑非常相近的原因,因此擴散易于發生;(2)金-銅界面之間的擴散層易于發生內應力作用,這是由于銅熱膨脹系數大于金熱膨脹系數,擴散的金-銅界面的結晶結構必然會發生互為擠壓的內應力引起形變而疏松、脆裂等問題,進而引起線路故障,這種情況已有過深刻而慘重的歷史教訓

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,因此焊接點的連接界面處既不會形成非穩定的金屬間互化物,又不會在金屬間發生擴散作用:如電鍍鎳-金、化學鍍鎳-金、化學鍍鎳-鈀-金、化學鍍鎳-鈀、化學鍍鈀等。由于阻檔層是金屬的,而且全部是用化學鍍或電鍍方法來形成的,所以又可稱為金屬表面鍍覆層。pcb定制

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