PCB表面处理技术.ppt

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1、PCB表面处理技术CPCA梁志立2010.08目次SMT装配对PCB表面涂覆的要求PCB无铅化PCB表面处理方式3.1、无铅热风整平3.2、OSP3.3、化学锡3.4、化学银3.5、电镀镍金3.6、化镍金3.7、小结六种表面涂覆层主要特征比较11.0、SMT装配对PCB表面涂覆的基本要求符合法律法规要求。（ROHS,中国ROHS）可焊性：耐热，焊接温度，润湿，保存期。保护性：防氧化能力。可靠性：焊点的内应力，缺陷，寿命。成本：材料，设备，人力，废水处理，成品率。适用范围：同阻焊剂兼容，适合PCB品种（例如

2、刚一挠板），无Pb。环保：易处理，无烟雾，污染性。22.0、PCB无铅化（1）、ROHS禁令：禁6种物质：Pb,Hg,Cr6+(六价铬)，PBB（多溴联苯），PBDE（多溴联苯乙醚）。其中一种就是铅。（2）、铅的毒性：智力下降，失眠，恶梦，无力，腹胀痛，头痛，食欲不振。典型有害影响：贫血，中枢神经系统紊乱。（3）、何为无铅？·物质含量中的Pb≤1000ppm，即0.1％，为无铅。·只要不是故意在焊料中加铅就应是无铅。（4）、PCB厂向客户证明生产的PCB为无铅，应包含的内容。·所用的板材符合ROHS。3·

3、阻焊油墨符合ROHS。·表面涂覆无铅。替代：沉Ni/Au，沉Ag，沉Sn，OSP，无铅热风整平（喷锡）。·生产的PCB经检测符合ROHS。（5）、旧有的表面处理方式。·热风整平铅锡：Pb：Sn=37:63，其熔点最低183℃；常用焊料Pb：Sn=40:60，熔融温度190℃。·热熔铅锡：线路和焊盘及孔内镀铅锡（Pb：Sn=40：60），然后在甘油浴中热熔，线路侧面也得到保护，不露铜，不少军品至今仍使用。·图形镀Ni/Au。板子在图形线路上镀Ni/Au，镍金作抗蚀层。蚀刻图形后，线路、孔、焊盘覆盖Ni/Au

4、。但图形线路和板边上镀金浪费，在金面上印阻焊剂附着力难以保证。目前使用的产品已不多。（6）、无铅焊料的配方。4·美国熔焊：95.9Sn-3.9Ag-0.6Cu波焊：99.3Sn-0.7Cu·欧盟：95.5Sn-3.8Ag-0.7Cu·日本：96.5Sn-3.0Ag-0.5Cu，即305配方（3.0％银，0.5％铜，其余为锡，称之为305）。·上述配方，共熔点是217℃。比传统的铅锡合金183℃熔点提高了34℃。·无铅喷锡工艺，温度为265-270℃。有时候，板子喷得不平整，不合格，返工1-2次，引起板子分

5、层起泡，或阻焊剂起泡，板子报废。·据说，目前用得最广泛的是305焊料配方。SMT装配时用305，PCB厂喷锡往往不使用305焊料。“这是一筐烂苹果中找到的一个好苹果”学者这样评说。·在PCB厂作无铅喷锡，基于305焊料在使用过程中，Cu含量不断升高污染锡缸，引起SMT装配时，锡面流动性差，散锡性不理想。在PCB厂作无铅喷锡，较多的使用是这样的焊料：SCN,或SN100C，其焊料成份是：Sn-0.7Cu-0.05Ni（或锗Ge替代Ni，0.05％Ge）。（Ni含量为0.02-0.05％）。·在Sn-0.7C

6、u-0.05Ni的焊料配方中，镍的存在减缓了铜在界面金属化合物（IMC）的扩散速度。锗Ge的存在，目的是形成一层保护性的氧化膜。·当熔融焊料中Cu含量≥3%，涂覆的焊料层会发生粗糙，脆裂等问题。53.0PCB表面处理方式3.1无铅喷锡流程：微蚀-水洗-涂耐高温助焊剂-喷锡-水洗。（有的厂在微蚀前先预热板子）。过程：PCB喷锡时，浸在熔融的无铅焊料中（约270℃），快速提起PCB，热风刀（温度265-270℃）从板子的前后吹平液态焊料，使铜面上的弯月形焊料变平，并防止焊料桥搭。设备：水平式，垂直式无铅热平整

7、平机。（水平式得到的镀层均匀些，自动化生产）。物料：无铅焊料，如SnCuNi，SnCuCo,SnCuGe或305焊料。耐高温助焊剂。要求：焊盘表面2-5微米，孔内应小于25微米（也有放宽到38微米）。特点：涂覆层不够平坦，主要适用于宽线，大焊盘板子，HDI板通常不采用。对覆铜板耐热性要求高。喷锡制程比较脏，有异味，高温下操作，危险。其使用受到一定的限制。63.2OSP（有机可焊性保护剂）又称为preflux（耐热预焊剂），是早期松香型助焊剂的延续和发展。流程：除油-微蚀-酸洗-纯水洗-OSP-清洗-吹干。

8、五代产品：⑴咪唑（或苯并三氮唑）类；⑵烷基咪唑类；⑶苯并咪唑类；⑷烷基苯并咪唑类。⑸烷基苯基咪唑类。第4代：目前使用最多的是烷基苯并咪唑，热分解温度250-270℃，适用于无铅焊接温度（250-270℃）下多次回流焊接温度。第5代:烷基-苯基-咪唑类HT-OSP。分解温度为354℃，具有好的热稳定性，在焊接界面上不容易形成微气泡，微空洞，提高了焊接结合力。原理：在铜表面上形成一层有机膜，牢固地保护着新鲜铜表面，并在高温下也能防