PCB板的表面处理工艺及其优缺点和适用场景

2019
07/09
本篇文章来自
捷多邦

随着电子科学技术不断发展,PCB技术也随之发生了巨大的变化,制造工艺也需要进步。同时每个行业对PCB线路板的工艺要求也逐渐的提高了,就比如手机和电脑的电路板里,使用了金也使用了铜,导致电路板的优劣也逐渐变得更容易分辨。

 

今天带大家了解PCB板的表面工艺,对比一下不同的PCB板表面处理工艺的优缺点和适用场景。

单纯的从外表看,电路板的外层主要有三种颜色?#33322;?#33394;、银色、浅红色。按照价格归类?#33322;?#33394;最贵,银色次之,浅红色的最便宜,?#21451;?#33394;上其实很容?#30528;?#26029;出硬件厂家是否存在偷工减料的行为。不过电路板内部的线路主要是?#23458;?#20063;就是裸铜板。


一、裸铜板

 

优缺点很明显:

 

优点:成本低、表面平整,焊?#26377;?#33391;好(在没有被氧化的情況下)。

 

缺点:容?#36164;?#21040;酸及湿度影响,不能久放,拆封后需在2小时内用完,因为铜暴?#23545;?#31354;气中容易氧化;无法使用于双面板,因为经过第一次回流焊后第二面就已经氧化了。如果有测试点,必须加印锡膏以防止氧化,否则后续将无法与探针接触良好。

 

?#23458;?#22914;果暴?#23545;?#31354;气中很容易被氧化,外层必须要有上述保护层。而且?#34892;?#20154;认为金黄色的是铜,那是不对的想法,因为那是铜上面的保护层。所以就需要在电路板上大面积镀金,也就是我之前带大家了解过的沉金工艺。


二、镀金板

 

金色是真正的黄金。即便?#27426;?#20102;很薄一层,就已经占了电路板成本的近10%。在深圳有很多家专门?#23637;?#24223;旧电路板的商人,通过?#27426;?#30340;手段洗出黄金,就是笔不错的收入。

 

使用金作为镀层,一是为了方便焊接,二是为了防腐蚀。即便是用了好几年的内存条的金手指,依然是?#20102;?#22914;初,若是当初使用铜、铝、铁,现在已经锈成?#27426;?#24223;品。

 

镀金层大量应用在电路板的元器件焊盘、金手指、连接器弹片等位置。如果你发现电路板上居然是银色的,那不必说了,直?#30828;?#25171;消?#39068;?#26435;益热线,肯定是厂家偷工减料,没有好好使用材料,用了其他金属糊弄客户。我们用的最广泛的手机电路板的主板大多是镀金板,沉金板,电脑主板、音响和小数码的电路板一般都不是镀金板。

 

沉金工艺的优缺点其实也不难得出:

 

优点:不易氧化,可长时间存放,表面平整,适合用于焊接细间隙引脚以及焊点较小的元器件。有按键PCB板的首选(如手机板)。可以重复多次过回流焊也不太会降低其可焊性。可以用来作为COB(Chip On Board)打线的基材。

 

缺点:成本较高,焊接强度较差,因为使用无电镀镍制程,容?#23376;?#40657;盘的问题产生。镍层会随着时间氧化,长期的可靠性是个问题。

  

现在我们知道了金色的是黄金,银色的是白银么??#27604;?#19981;是,是锡。


三、喷锡电路板

 

银色的板子叫做喷锡板。在铜的线路外层喷一层锡,也能够有助于焊接。但是无法像黄金一样提供长久的接触可靠性。对于已经焊接好的元器件没什?#20174;?#21709;,但是对于长期暴?#23545;?#31354;气中的焊盘,可靠性是不够的,例如接地焊盘、弹针插座等。长期使用容易氧化锈蚀,导致接触不良。基本上用作小数码产品的电路板,无一例外的是喷锡板,原因就是便宜。

 

它的优缺点总结为:

 

优点:价格?#31995;停?#28938;?#26377;?#33021;?#36873;?/span>

 

缺点:不适合用来焊接细间隙的引脚以及过小的元器件,因为喷锡板的表面平整度较差。在PCB加工中容易产生锡珠(solder bead),对细间隙引脚(fine pitch)元器件较易造成短路。使用于双面SMT工艺时,因为第二面已经过了一次高温回流焊,很容易发生喷锡重新熔融而产生锡珠或类似水珠受重力影响成?#28201;?#30340;球?#27425;?#28857;,造成表面更不平整进而影响焊接问题。

 

之前说到最便宜的浅红色电路板,?#32431;?#28783;热电分离铜基板


四、OSP工艺板

 

有机助焊膜。因为是有机物,不是金属,所以比喷锡工艺还要便宜。

 

其优缺点在于

 

优点:具有裸铜板焊接的所有优点,过期的板子也可以重新做一次表面处理。

 

缺点:容?#36164;?#21040;酸及湿度影响。使用于二次回流焊时,需在?#27426;?#26102;间内完成,通常第二次回流焊的效果会比较差。存放时间如果超过三个月就必须重新表面处理。打开包装后需在24小时内用完。OSP为绝缘层,所以测试点必须加印锡膏以去除原来的OSP层才能接触针点作电性测试。

 

这层有机物薄膜的唯一作用是,在焊接之前保证内层铜箔不会被氧化。焊接的时候一加热,这层膜就挥发掉了。焊锡就能够把铜线和元器件焊接在一起。

 

但是很不耐腐蚀,一块OSP的电路板,暴?#23545;?#31354;气中十来天,就不能焊接元器件了。

 

电脑主板有很多采用OSP工艺。因为电路板面积太大了,用不起镀金。


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