PCB與黃金的關(guān)系

2017-08-09 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

一、PCB板表面處理

抗氧化,噴錫,無鉛噴錫,沉金,沉錫,沉銀,鍍硬金,全板鍍金,金手指,鎳鈀金 OSP: 成本較底,可焊性好,存儲條件苛刻,時間短,環(huán)保工藝、焊接好、平整。

噴錫:噴錫板一般為多層(4-46層)高精密度PCB樣板,已被國內(nèi)多家大型通訊、計算機、醫(yī)療設(shè)備及航空航天企業(yè)和研究單位都可以用到金手指(connecting finger)是內(nèi)存條上與內(nèi)存插槽之間的連接部件,所有的信號都是通過金手指進行傳送的。

金手指由眾多金黃色的導(dǎo)電觸片組成,因其表面鍍金而且導(dǎo)電觸片排列如手指狀,所以稱為“金手指”。金手指實際上是在覆銅板上通過特殊工藝再覆上一層金,因為金的抗氧化性極強,而且傳導(dǎo)性也很強。不過因為金昂貴的價格,目前較多的內(nèi)存都采用鍍錫來代替,從上個世紀(jì)90年代開始錫材料就開始普及,目前主板、內(nèi)存和顯卡等設(shè)備的“金手指”幾乎都是采用的錫材料,只有部分高性能服務(wù)器/工作站的配件接觸點才會繼續(xù)采用鍍金的做法,價格自然不菲的。

二、為什么要用鍍金板

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成細(xì)的焊盤吹平整,這就給SMT的貼裝帶來了難度;另外噴錫板的待用壽命(shelf life)很短。而鍍金板正好解決了這些問題:

1、對于表面貼裝工藝,尤其對于0603及0402 超小型表貼,因為焊盤平整度直接關(guān)系到錫膏印制工序的質(zhì)量,對后面的再流焊接質(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常見到。

2、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)常要等上幾個星期甚至個把月才用,鍍金板的待用壽命(shelf life)比鉛錫合金長很多倍所以大家都樂意采用.再說鍍金PCB在度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: 隨著信號的頻率越來越高,因趨膚效應(yīng)造成信號在多鍍層中傳輸?shù)那闆r對信號質(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。根據(jù)計算,趨膚深度與頻率有關(guān)。

三、為什么要用沉金板

為解決鍍金板的以上問題,采用沉金板的PCB主要有以下特點:

1、因沉金與鍍金所形成的晶體結(jié)構(gòu)不一樣,沉金會呈金黃色較鍍金來說更黃,客戶更滿意。

2、因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,不會造成焊接不良,引起客戶投訴。

3、因沉金板只有焊盤上有鎳金,趨膚效應(yīng)中信號的傳輸是在銅層不會對信號有影響。

4、因沉金較鍍金來說晶體結(jié)構(gòu)更致密,不易產(chǎn)成氧化。

5、因沉金板只有焊盤上有鎳金,所以不會產(chǎn)成金絲造成微短。

6、因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。

7、工程在作補償時不會對間距產(chǎn)生影響。

8、因沉金與鍍金所形成的晶體結(jié)構(gòu)不一樣,其沉金板的應(yīng)力更易控制,對有邦定的產(chǎn)品而言,更有利于邦定的加工。同時也正因為沉金比鍍金軟,所以沉金板做金手指不耐磨。

9、沉金板的平整性與待用壽命與鍍金板一樣好。

四、沉金板VS鍍金板

其實鍍金工藝分為兩種:一為電鍍金,一為沉金。

對于鍍金工藝來講,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的;除非廠家要求的是綁定,不然現(xiàn)在大部分廠家會選擇沉金工藝!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PCB問題說,有以下幾種原因:

1.在PCB印刷時,PAN位上是否有滲油膜面,它可以阻擋上錫的效果;這可以做漂錫試驗來驗證。

2.PAN位的潤位上否符合設(shè)計要求,也就是焊盤設(shè)計時是否能足夠保證零件的支持作用。

3.焊盤有沒有受到污染,這可以用離子污染測試得出結(jié)果; 以上三點基本上是PCB廠家考慮的重點方面。

關(guān)于表面處理的幾種方式的優(yōu)缺點,是各有各的長處和短處!

鍍金方面,它可以使PCB存放的時間較長,而且受外界的環(huán)境溫濕度變化較小(相對其它表面處理而言),一般可保存一年左右時間; 噴錫表面處理其次,OSP再次,這兩種表面處理在環(huán)境溫濕度的存放時間要注意許多。

一般情況下,沉銀表面處理有點不同,價格也高,保存條件更苛刻,需要用無硫紙包裝處理!并且保存時間在三個月左右! 在上錫效果方面來說,沉金, OSP,噴錫等其實是差不多的,廠家主要是考慮性價比方面!