pcb表面最终涂层种类

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1、PCB表面最终涂层种类

2、第1PCB制造的最终涂层工艺在近年来已经经历重要变化。这些变化是对克服HASL(hotairsolderleveling)局限的不断需求和HASL替代方法越来越多的结果。　　最终涂层是用来保护电路铜箔的表面。铜(Cu)是焊接元件的很好的表面，但容易氧化；氧化铜阻碍焊锡的熔湿(icro;Ωcm金2.4µΩcm镍7.4µΩcm非电解镍镀层55~90µΩcm表一、PCB金属的电阻率　　虽然多数生产板的电气特性不受镍层影响，镍可影响高频信号的电

3、气特性。微波PCB的信号损失可超过设计者的规格。这个现象与镍的厚度成比例-电路需要穿过镍到达焊锡点。在许多应用中，电气信号可通过规定镍沉淀小于2.5µm恢复到设计规格之内。　　接触电阻　　接触电阻与可焊接性不同，因为镍/金表面在整个终端产品的寿命内保持不焊接。镍/金在长期环境暴露之后必须保持对外部接触的导电性。Antler的1970年著作以数量表示镍/金表面的接触要求。研究了各种最终使用环境：3“65°C，在室温下工作的电子系统的一个正常最高温度，如计算机；125°C，通用连接器必须

4、工作的温度，经常为军事应用所规定；200°C，这个温度对飞行设备变得越来越重要。”　　对于低温环境，不需要镍的屏障。随着温度的升高，要求用来防止镍/金转移的镍的数量增加(表二)。镍屏障层65°C时的满意接触125°C时的满意接触200°C时的满意接触0.0µm100%40%0%0.5µm100%90%5%2.0µm100%100%10%4.0µm100%100%60%表二、镍/金的接触电阻(1000小时结果)　　在Antler的研究中使用的镍是电镀

5、的。预计从非电解镍中将得到改善，如Baudrand所证实的4。可是，这些结果是对0.5µm的金，这里平面通常沉淀0.2µm。平面可以推断对于在125°C操作的接触元件是足够的，但更高的温度元件将要求专门的测试。　　Antler建议：“镍越厚，屏障越好，在所有情况中都是如此，但是PCB制造的实际情况鼓励工程师只沉淀所需要的镍量。平面镍/金现在已经用于那些使用触感垫接触点的蜂窝和寻呼机。这类元件的规格是至少2µm镍。　　连接器　　非电解镍/浸金使用于含有弹簧配合、

6、压入配合、低压滑动合其他无焊接连接器的电路板生产。　　插件连接器要求更长的物理耐久性。在这些情况中，非电解镍涂层对于PCB应用的强度是足够的，但是浸金则不够。很薄的纯金(60~90Knoop)在重复摩擦时会从镍上摩损掉。当金去掉后，暴露的镍很快氧化，结果增加接触电阻。　　非电解镍涂层/浸金可能不是那些在整个产品寿命内经受多次插入的插件连接器的最佳选择。推荐镍/钯/金表面用于多用途连接器。屏障层　　非电解镍在板上有三个屏障层的功能：1)防止铜对金的扩散；2)防止金对镍的扩散；3)Ni3Sn4金属间

7、化合物形成的镍的。　　铜对镍的扩散　　铜通过镍的转移结果将是铜对表面金的分解。铜将很快氧化，造成装配时的可焊性差，这发生在漏镀镍的情况。镍需要用来防止空板储运期间和当板的其他区域已经焊接时的装配期间的迁移扩散。因此，屏障层的温度要求是低于250°C之下少于一分钟。　　Turn与Oicro;m1µm12µm18µm0.50µm1µm6µm15µm1.00µm1µm1µm8&mic

8、ro;m2.00µm无扩散无扩散无扩散表三、铜穿过镍向金的渗透　　按照Arrhenius方程，在较低温度下的扩散是成指数地慢。有趣的是，在这个试验中，非电解镍比电镀镍效率高2~10倍。Turn与Oicro;m(80µinch)屏障将铜的扩散减少到一个可以忽略的地步。”　　从这个极端温度试验看出，最少2µm的镍厚度是一个安全的规格。　　镍对金的扩散　　非电解镍的第二要求是镍不要穿过浸金的“颗粒”或“细孔”迁移。如果镍与空气接触，它将氧化。氧化镍是不可焊接和用助焊

9、剂去掉困难的。　　有几篇文章是关于镍和金用于陶瓷芯片载体的。这些材料经受装配的极端温度达到很长的时间。这些表面的一个常见试验是500°C温度15分钟。　　为了评估平面非电解镍/浸金表面防止镍氧化的能力，进行了温度老化表面的可焊性研究。测试了不同的热/湿度和时间条件。这些研究已经显示镍受到浸金的充分保护，在长时的老化之后允许良好的可焊性。　　镍对金的扩散可能是在某些情况中对装配的一个限定因素，如金热声波引线接合(goldthermalsonicicro;m的钯可防止甚至在极端温度的迁移。这个研究也