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印制板表面镀(涂)工艺

  一、印制板表面镀(涂)方法:a、电镀法。b、化学镀。

  二、印制板表面镀层常见元素:

  a、镍,元素符号Ni,原子量58.7,密度8.88g/cm3,Ni2+的电化当量1.095g/AH。

  b、金,元素符号Au,原子量197,密度19.32g/cm3,Au+的电化当量0.1226g/A·m。

  c、锡,元素符号Sn,原子量118.69。

  d、银,元素符号Ag,原子量107.88。

  e、钯,元素符号Pd,原子量106.4。

  三、镀层概述:

  a、镍:用于印制板的镍镀层分为半光亮镍(又称低应力镍或哑镍)和光亮镍两种。主要作为板面镀金或插头镀金的底层,根据需要也可作为面层,镀层厚度按照IPC-6012(1996)标准规不低于2~2.5μm。镍镀层应具有均匀细致,孔隙率低,延展性好等特点,而且低应力镍应具有宜于钎焊或压焊的功能。

  b、金:用于印制板生产的镀金层分为两类;板面镀金和插头镀金。

  1)板面镀金:板面镀金层是24K纯金,具有柱状结构,它有极好的导电性和可焊性。镀层厚度0.01~0.05μm。

  板面镀金层是以低应力镍或光亮镍为底层,镍镀层厚度3-51xm,镍镀层作为中间层起着金、铜之间的阻挡层的作用,它可以阻止金铜间的相互扩散和阻碍铜穿透到金表面。镍层存在相当于提高了金镀层的硬度。

  板面镀金层既是碱性蚀刻的保护层,也是有IC铝线压焊和按键式印制板的最终表面镀层。

  2)插头镀金:插头镀金也称镀硬金,俗称"金手指"。它是含有Co、Ni、Fe、Sb等合金元素的合金镀层,它的硬度、耐磨性都高于纯金镀层。硬金镀层具有层状结构。用于印制板的插头镀金层一般0.5~1.5μm或更厚。合金元素含量≤0.2%。插头镀金用于高稳定、高可靠的电接触的连接;对镀层厚度、耐磨、孔隙率均有要求。

  硬金镀层以低应力镍为阻挡层,防止金铜之间的相互扩散。为了提高硬金镀层的结合力和减少孔隙率,也为了保护镀液减少污染,在镍层和硬金层之间需镀以0.02~0.05p,m的纯金层。

  c、锡:PCB裸铜板化学镀锡也是近年来受到普遍重视的可焊性镀层。

  铜基体上化学镀锡从本质上讲是化学浸锡,是铜与镀液中的络合锡离子发生置换反应,生成锡镀层,当铜表面被锡完全覆盖,反应即停止。

  d、银:化学镀银层既可以锡焊又可"邦定"(压焊),因而受到普遍重视。化学镀银层其本质也是浸银,铜的标准电极电位0Cu+/Cu=0.51V,银的标准电极电位0Ag+/Ag=0.799V,故而铜可以置换溶液中的银离子而在铜表面生成沉积银层:Ag++Cu→Cu++Ag为控制反应速度,溶液中的Ag+会以络离子状态存在,当铜表面被完全覆盖或溶液中Cu达到一定浓度,反应即告结束。

  e、钯:化学镀Pd是PCB板上理想的铜、镍保护层,它既可焊接又可"邦定"。它可直接镀在铜上,而且因为Pd具有自催化能力,镀层可以长厚。其厚度可达0.08~0.2μm,它也可以镀在化学镍镀层上。Pd层耐热性高,稳定,能经受多次热冲击。

  在组装焊接时,对Ni/Au镀层,当镀金层与熔化焊料接触后,金被熔与焊料中形成AuSn4,当焊料中重量比达3%,焊料会发脆影响焊点可靠性,但被熔的焊料不与Pd形成化合物,Pd漂浮在焊料表面,很稳定。

  由于Pd的价格贵过金,在一定程度上限制了它的应用。随着IC集成度的提高和组装技术的进步,化学镀Pd在芯片极组装(CSP)上将发挥更有效的作用。

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