精密PCB製造、高頻PCB、高速PCB、標準PCB、多層PCB和PCB組裝。
我. Introduction
With the continuous improvement of human's requirements for the living environment, 當前所涉及的環境問題 P斷路器板 生產過程尤為突出. 鉛和溴是當前的熱門話題； 無鉛和無鹵將影響 PCB板在許多方面. 雖然表面處理過程中 PCB板s現時不是很大, 這似乎是一件相對遙遠的事情, 但應該注意的是，長期緩慢的變化將導致巨大的變化. 在環保呼聲越來越高的情况下, 表面處理工藝 PCB板s在未來一定會發生很大的變化.
2. 這個 purpose of surface treatment
The basic purpose of surface treatment is to ensure good solderability or electrical properties. 因為自然界中的銅往往以氧化物的形式存在於空氣中，不太可能長時間作為原銅存在, 需要額外的銅處理. 儘管在隨後的裝配中, 强助熔劑可用於去除大多數銅氧化物, 但强通量本身並不容易消除, 囙此，該行業通常不使用强通量.
3. Five common surface treatment processes
There are many surface treatment processes for PCB板. 常見的是熱風整平, 有機塗層, 化學鍍鎳/浸沒金, 浸沒銀和浸沒錫, 下麵將逐一介紹.
1) Hot air leveling
Hot air leveling, 也稱為熱風焊料流平, 是一種將熔融錫鉛焊料塗覆在表面的工藝 PCB and flattening (blowing) it with heated compressed air to form a 層 that resists copper oxidation and provides good reliability. 可焊接塗層. 在熱風整平過程中，焊料和銅在接頭處形成銅錫金屬間化合物. 保護銅表面的焊料厚度約為1-2密耳. The PCB板 熱空氣調平時浸入熔融焊料中； 在焊料固化之前，氣刀吹動液體焊料； 氣刀可以使焊料在銅表面形成彎月面，防止焊料橋接. 熱風整平分為垂直式和水准式兩種. 一般認為臥式更好, 主要是因為水准熱風找平層更均勻，可以實現自動化生產. 熱風流平工藝的一般過程是：微蝕刻-預熱-助焊劑塗層-錫噴塗-清洗.
2) Organic coating
The organic coating process is different from other surface treatment processes, 它充當銅和空氣之間的阻擋層； 有機塗層工藝簡單且成本低, 這使得它在行業中得到廣泛應用. 早期有機塗層的分子是咪唑和苯並3唑，它們起到防銹作用, 分子主要是苯並咪唑, 這是一個化學鍵氮官能團的銅上的 PCB板. 在隨後的焊接過程中, 如果銅表面上只有一層有機塗層是不可接受的, 一定有很多層. 這就是為什麼通常將銅液添加到化學品罐中. 塗層後, 塗層吸附銅； 然後第二層的有機塗層分子與銅結合，直到20個甚至數百個有機塗層分子組裝在銅表面, 可確保多次回流焊接 . 測試表明：有機塗層工藝可以在多種無鉛焊接工藝中保持良好的效能. 有機塗層工藝的一般過程是：脫脂-微蝕刻-酸洗-純水清洗-有機塗層-清洗, 與其他表面處理工藝相比，過程控制更容易.
3) Electroless Nickel/Immersion Gold
The 化學鍍鎳/浸金工藝不像有機塗層那麼簡單. 化學鍍鎳/浸沒黃金似乎給 PCB； 此外, 化學鍍鎳/浸金工藝不像有機塗層那樣起到防銹作用. layer, 它可以用於長期使用 PCB板 並實現良好的電力效能. 因此, 化學鍍鎳 plating/浸金是在銅表面包裹一層具有良好電力效能的厚鎳金合金, 它可以保護 PCB板 很長一段時間； 此外, 它還具有其他表面處理工藝所沒有的環境保護. P耐心. 鍍鎳的原因是金和銅相互擴散, 鎳層防止金和銅之間的擴散； 沒有鎳層, 黃金會在數小時內擴散到銅中. 化學鍍鎳的另一個優點/浸金是鎳的强度, 因為只有5微米的鎳可以限制高溫下的Z方向膨脹. 此外, electroless nickel/浸金還可以防止銅的溶解, 這將有利於無鉛組裝. 化學鍍鎳的一般工藝 / 浸金工藝是：酸洗-微蝕刻-預浸-活化-化學鍍鎳-化學浸金, 主要有6個化學罐, 涉及近100種化學品, 囙此過程控制比較困難.
4) Immersion silver
The immersion silver process is between organic coating and electroless nickel/浸沒金. 該過程相對簡單快速； 它沒有化學鍍鎳那麼複雜/浸沒金, 它也不會在地面上覆蓋一層厚厚的盔甲 PCB, 但它仍然提供良好的電力效能. 銀是金的弟弟，即使在高溫下也能保持良好的可焊性, 濕度和污染, 但會失去光澤. 浸沒銀沒有化學鍍鎳的良好物理强度/浸沒金，因為銀層下麵沒有鎳. 此外, 浸沒銀具有良好的儲存效能, 經過幾年的浸銀後，組裝過程中不會出現重大問題. 浸沒銀是一種置換反應, 它幾乎是一層亞微米級的純銀塗層. 有時浸銀工藝也含有一些有機物, 主要防止銀腐蝕，消除銀遷移問題； 通常很難量測這層薄薄的有機物, 分析表明，有機物的重量小於1%.
5) Immersion Tin
Since all current solders are based on tin, 錫層可以與任何類型的焊料匹配. 從這個角度來看, 浸錫工藝具有廣闊的發展前景. 然而, 錫須出現在上一個 PCB板浸錫工藝後, 焊接過程中錫須和錫的遷移會帶來可靠性問題, 囙此，採用浸錫工藝是有限的. 後來, 將有機添加劑添加到錫浸漬溶液中, 可以使tin層結構具有顆粒狀結構, 它克服了以前的問題, 並且具有良好的熱穩定性和可焊性. 浸錫工藝可以形成扁平的銅錫金屬間化合物, 這使得浸入式錫具有與熱風流平相同的良好可焊性，而不必擔心熱風流平； 浸沒錫也沒有化學鍍鎳 / 浸沒金金屬之間的擴散問題-銅錫金屬間化合物可以牢固地結合在一起. 浸錫板不能存放太久, 組裝必須按浸錫順序進行.
6) Other surface treatment processes
There are few applications of other surface treatment processes. 讓我們來看一下相對較多的鎳-金電鍍和化學鍍鈀工藝. 電鍍鎳金是表面處理工藝的鼻祖 PCB板s. 自從 PCB板s, 並逐漸演變為其他方法. 首先在導線表面塗一層鎳 PCB，然後塗上一層金. 鍍鎳主要是為了防止金和銅之間的擴散. Now there are two types of electroplated nickel gold: soft gold plating (pure gold, the gold surface does not look bright) and hard gold plating (the surface is smooth and hard, 耐磨, 含有鈷等其他元素, and the gold surface looks brighter). 軟金主要用於晶片封裝中的金絲； 硬金主要用於非焊接場所的電力互連. 考慮到成本, 該行業通常使用圖像傳輸，通過選擇性電鍍减少金的使用. 現時, 選擇性鍍金在行業中的使用繼續新增, 主要是由於難以控制化學鍍鎳/浸金工藝. 在正常情况下, 焊接會導致電鍍金變脆, 這將縮短使用壽命, 囙此，避免在電鍍金上焊接； 但是化學鍍鎳/浸沒金非常薄且一致, 很少發生脆化. . 化學鍍鈀工藝與化學鍍鎳工藝相似. The main process is to reduce palladium ions to palladium on the catalytic surface by a reducing agent (such as sodium dihydrogen hypophosphite), 新型鈀可以成為促進反應的催化劑, 囙此，可以獲得任何厚度的鈀塗層. 化學鍍鈀的優點是良好的焊接可靠性, 熱穩定性, 和表面平整度.
4. The choice of surface treatment technology
The choice of surface treatment process mainly depends on the type of final assembly components; the surface treatment process will affect the production, 裝配和最終使用 PCB板. 以下將具體介紹五種常見表面處理工藝的使用.
1) Hot air leveling
Hot air leveling once dominated the PCB表面處理工藝. 20世紀80年代, 超過四分之3的 PCB板s採用熱風整平工藝, 但在過去十年中，該行業一直在减少使用熱風整平工藝. 據估計，現時約有25%-40%的 PCB板s. 使用熱風整平工藝. 骯髒的, 有臭味的, 危險的熱風整平過程從來都不是最受歡迎的過程, 但對於更大的部件和更大間距的導線來說，這是一種極好的工藝. 在 PCB板 密度更高, 熱風整平的平整度會影響後續裝配； 因此, HDI板通常不使用熱風調平過程. 隨著科技的進步, 該行業現已開發出適用於QF的熱風整平工藝P 和具有較小組裝間距的BGA, 但實際應用很少. 現時, 一些工廠使用有機塗層和化學鍍鎳/浸金工藝取代熱風整平工藝； 科技的發展也使一些工廠採用浸錫和浸銀工藝. 再加上近年來的無鉛化趨勢, 進一步限制了熱風整平的使用. 雖然出現了所謂的無鉛熱風整平, 這可能涉及設備相容性問題.
2) Organic coating
It is estimated that about 25%-30% of PCB板s現時使用有機塗層工藝, and this proportion has been rising (it is likely that organic coating is now in place over hot air leveling). 有機塗層工藝可用於低科技 PCB板以及高科技 PCB板s, 比如單面電視 PCB板s和高密度晶片封裝板. 對於BGA, 有機塗層也有許多應用. 如果 PCB板 沒有表面連接功能要求或保質期限制, 有機塗層將是一種理想的表面處理工藝.
3) Electroless Nickel/Immersion Gold
The electroless nickel/浸金工藝不同於有機塗層. 主要用於具有表面連接功能要求和較長保質期的板上, 如手機關鍵領域, 路由器外殼的邊緣連接區域, 和晶片處理器彈性. 連接的電力接觸面積. 化學鍍鎳/由於熱風整平的平整度問題和去除有機塗層助焊劑，浸沒金在20世紀90年代被廣泛使用； 浸沒金的應用/浸金工藝减少, 但幾乎所有的高科技 PCB板 工廠有化學鍍鎳/浸沒金絲. 去除銅錫金屬間化合物時考慮焊點的脆性, 相對脆性的鎳錫金屬間化合物存在許多問題. 因此, almost all portable electronic products (such as mobile phones) use copper-tin intermetallic compound solder joints formed by organic coating, 浸沒銀或浸沒錫, 並使用化學鍍鎳/浸金形成關鍵區域, 接觸區域和電磁干擾遮罩區域 . 據估計，約10%-20% PCB板s現時使用化學鍍鎳/浸金工藝.
4) Immersion silver
Immersion silver is cheaper than electroless nickel plating/浸沒金. 如果 PCB板 具有連接功能要求，需要降低成本, 浸銀是一個很好的選擇； 加上浸沒銀的良好平整度和接觸性, 那麼浸沒銀器應該選擇更多的銀器工藝. 浸沒銀在通信產品中有許多應用, 汽車, 和電腦周邊設備, 浸沒銀也用於高速訊號設計. 因為浸沒銀具有其他表面處理無法比擬的良好電效能, 它也可以用於高頻訊號. EMS建議採用浸銀工藝，因為其易於組裝和更好的可檢查性. 然而, the growth of immersion silver is slow (but not decreased) due to defects such as tarnishing and solder joint voids. 據估計，約10%-15% PCB板s現時使用浸銀工藝.
5) Immersion Tin
The introduction of tin into the surface treatment process is a matter of nearly ten years, 這一過程的出現是生產自動化要求的結果. Immersion tin does not bring any * elements into the welding place, 特別適用於通信背板. 超過電路板的保質期，錫將失去可焊性, 囙此，浸入式錫需要更好的儲存條件. 此外, 由於存在致癌物，錫浸漬工藝的使用受到限制. 據估計，約5%-10% PCB板s現時使用浸錫工藝.
5. Conclusion
As customer requirements are getting higher and higher, 環境要求越來越嚴格, 表面處理工藝越來越多, 選擇哪種表面處理工藝更具發展前景和多功能性似乎有點令人眼花繚亂. . 其中 PCB板 未來的表面處理過程現在無法準確預測.
