PCB工藝PK:噴錫VS鍍金VS沉金
沉金板與鍍金板是現(xiàn)今線路板生產(chǎn)中常用的工藝,許多人都無法正確區(qū)分兩者的不同,甚至有一些人認(rèn)為兩者不存在差別,其實(shí)不然。
平常大家選用鍍金,那什么是鍍金,我們所說的整板鍍金,一般指的是“電鍍金”、“電鍍鎳金板”、“電解金”、“電金”、“電鎳金板”,有軟金和硬金的區(qū)分(一般硬金是用于金手指的),原理是將鎳和金(俗稱金鹽)溶化于化學(xué)藥水中,將線路板浸在電鍍缸內(nèi)并接通電流而在電路板的銅箔面上生成鎳金鍍層,電鎳金因鍍層硬度高、耐磨損、不易氧化的優(yōu)點(diǎn)在電子產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。
那什么又是沉金呢?沉金是通過化學(xué)氧化還原反應(yīng)的方法生成一層鍍層,一般厚度較厚,是化學(xué)鎳金金層沉積方法的一種,可以達(dá)到較厚的金層。
沉金板VS鍍金板
其實(shí)鍍金工藝分為兩種:一種為電鍍金,另一種為沉金。
對(duì)于鍍金工藝來講,其上錫的效果上大打折扣的,而沉金的上錫效果是比較好一點(diǎn)的;除非廠家要求的是綁定,不然現(xiàn)在大部分廠家會(huì)選擇沉金工藝!一般常見的情況下PCB表面處理為以下幾種:鍍金(電鍍金、沉金)、鍍銀、OSP、噴錫(有鉛和無鉛),這幾種主要是針對(duì)FR-4或CEM-3等板材來說的,紙基料還有涂松香的表面處理方式;上錫不良(吃錫不良)這塊如果排除了錫膏等貼片廠家生產(chǎn)及物料工藝方面的原因來說。
這里只針對(duì)PCB問題說,有以下幾種原因:
在PCB印刷時(shí),PAN位上是否有滲油膜面,它可以阻擋上錫的效果;這可以做漂錫試驗(yàn)來驗(yàn)證。
PAN位的潤位上是否符合設(shè)計(jì)要求,也就是焊盤設(shè)計(jì)時(shí)是否能足夠保證零件的支持作用。
焊盤有沒有受到污染,這可以用離子污染測試得出結(jié)果;以上三點(diǎn)基本上是PCB廠家考慮的重點(diǎn)方面。
關(guān)于表面處理的幾種方式的優(yōu)缺點(diǎn),是各有各的長處和短處!
鍍金方面,它可以使PCB存放的時(shí)間較長,而且受外界的環(huán)境溫濕度變化較小(相對(duì)其它表面處理而言),一般可保存1年左右時(shí)間;噴錫表面處理其次,OSP再次,這兩種表面處理在環(huán)境溫濕度的存放時(shí)間要注意許多。
一般情況下,沉銀表面處理有點(diǎn)不同,價(jià)格也高,保存條件更苛刻,需要用無硫紙包裝處理,并且保存時(shí)間在3個(gè)月左右。在上錫效果方面來說,沉金、OSP、噴錫等其實(shí)是差不多的,廠家主要是考慮性價(jià)比方面!
線路板沉金板與鍍金板的區(qū)別
一般沉金對(duì)于金的厚度比鍍金厚很多,沉金會(huì)呈金黃色,較鍍金來說更黃,看表面,客戶更滿意沉金。這二者所形成的晶體結(jié)構(gòu)不一樣。
由于沉金與鍍金所形成的晶體結(jié)構(gòu)不一樣,沉金較鍍金來說更容易焊接,不會(huì)造成焊接不良,引起客戶投訴。同時(shí)也正因?yàn)槌两鸨儒兘疖,所以金手指板一般選鍍金,硬金耐磨。
沉金板只有焊盤上有鎳金,趨膚效應(yīng)中信號(hào)的傳輸是在銅層,不會(huì)對(duì)信號(hào)有影響。
沉金較鍍金來說晶體結(jié)構(gòu)更致密,不易造成氧化。
隨著布線越來越密,線寬、間距已經(jīng)到了3-4MIL。鍍金則容易產(chǎn)生金絲短路。沉金板只有焊盤上有鎳金,所以不會(huì)造成金絲短路。
沉金板只有焊盤上有鎳金,所以線路上的阻焊與銅層的結(jié)合更牢固。工程在作補(bǔ)償時(shí)不會(huì)對(duì)間距產(chǎn)生影響。
一般用于相對(duì)要求較高的板子,平整度要好,一般就采用沉金,沉金一般不會(huì)出現(xiàn)組裝后的黑墊現(xiàn)象。沉金板的平整性與待用壽命與鍍金板一樣好。
以上便是沉金板與鍍金板的差別所在,現(xiàn)在市面上金價(jià)昂貴,為了節(jié)省成本很多生產(chǎn)商已經(jīng)不愿意生產(chǎn)鍍金板,而只做焊盤上有鎳金的沉金板,在價(jià)格上確實(shí)便宜不少。
注意:
沉金板與化金板是同一種工藝產(chǎn)品,電金板與閃金板也是同一種工藝產(chǎn)品,其實(shí)只是PCB業(yè)界內(nèi)不同人群的不同叫法而已,沉金板與電金板多見于大陸同行稱呼,而化金板與閃金板多見于臺(tái)灣地區(qū)同行稱呼。
沉金板/化金板一般比較正式的叫法為化學(xué)鎳金板或化鎳浸金板,鎳/金層的生長是采用化學(xué)沉積的方式鍍上的;金電金板/閃金板一般比較正式的叫法,電鍍鎳金板或閃鍍金板,鎳/金層是采用直流電鍍的方式鍍上的。
化學(xué)鎳金板(沉金)與電鍍鎳金板(鍍金)的機(jī)理區(qū)別參閱下表:
沉金板與鍍金板特性的區(qū)別:
為什么一般不用“噴錫”?
隨著IC的集成度越來越高,IC腳也越多越密。而垂直噴錫工藝很難將焊盤吹平整,這就給SMT的貼裝帶來了難度;另外噴錫板的待用壽命很短。而鍍金板正好解決了這些問題:
對(duì)于表面貼裝工藝,尤其對(duì)于0603及0402超小型表貼,因?yàn)楹副P平整度直接關(guān)系到錫膏印制工序的質(zhì)量,對(duì)后面的再流焊接質(zhì)量起到?jīng)Q定性影響,所以,整板鍍金在高密度和超小型表貼工藝中時(shí)常見到。
在試制階段,受元件采購等因素的影響往往不是板子來了馬上就焊,而是經(jīng)常要等上幾個(gè)星期甚至個(gè)把月才用,鍍金板的待用壽命比鉛錫合金長很多倍,所以大家都樂意采用。再說鍍金PCB在鍍樣階段的成本與鉛錫合金板相比相差無幾。
但隨著布線越來越密,線寬、間距已經(jīng)到了3-4MIL。因此帶來了金絲短路的問題。
隨著信號(hào)的頻率越來越高,因趨膚效應(yīng)造成信號(hào)在多鍍層中傳輸?shù)那闆r對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響越明顯。
趨膚效應(yīng)是指:高頻的交流電,電流將趨向集中在導(dǎo)線的表面流動(dòng)。根據(jù)計(jì)算,趨膚深度與頻率有關(guān)。
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