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PCB表面處理

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走進(jìn)PCB電路板里的金、銀、銅

發(fā)布日期:2021-07-15

印制電路板(Printed Circuit Board,PCB),是一種基礎(chǔ)的電子元器件,廣泛應(yīng)用于各種電子及相關(guān)產(chǎn)品。PCB有時(shí)也被稱作PWB(Printed Wire Board,印制線路板),在中國香港和日本以前使用比較多,現(xiàn)在漸少(事實(shí)上,PCB和PWB是有區(qū)別的)。


在西方國家、地區(qū)一般就稱作PCB,在東方則因國家、地區(qū)不同名稱有所不同,如在中國大陸現(xiàn)在一般稱作印制電路板(以前稱作印刷電路板),在臺(tái)灣一般稱作電路板,在日本則稱作電子(回路)基板,在韓國則稱作基板。

印制電路板

PCB是電子元器件的支撐體,是電子元器件電氣連接的載體,主要起支撐、互連作用。單純從外表看,電路板的外層主要有三種顏色:金色、銀色、淺紅色。按照價(jià)格歸類:金色最貴,銀色次之,淺紅色的最便宜。不過電路板內(nèi)部的線路主要是純銅,也就是裸銅板。


PCB印制電路板按照層數(shù)分可以劃分為:單面線路板、雙面線路板多層線路板;如果按照其特性劃分又可以分為:剛性PCB,俗稱硬板PCB,柔性線路板或者揉性電路板,還有剛?cè)峤Y(jié)合PCB板。

一種柔性線路板

PCB印制板的制作工藝相對(duì)較為復(fù)雜,一般涉及到的特殊工藝包括埋盲孔,阻抗控制、郵票孔,HDI、BGA等等。


據(jù)稱,PCB上還有不少貴重金屬。據(jù)悉,平均每一部智能手機(jī),含有0.05g金,0.26g銀,12.6g銅,一部筆記本電腦的含金量,更是手機(jī)的10倍!


PCB上為什么會(huì)有貴重金屬?


PCB作為電子元器件的支撐體,其表面需要焊接元件,就要求有一部分銅層暴露在外用于焊接。這些暴露在外的銅層被稱為焊盤,焊盤一般都是長方形或者圓形,面積很小,因此刷上了阻焊漆后,唯一暴露在空氣中的就是焊盤上的銅了。

表面貼有電子元器件的電路板

PCB上暴露出來的焊盤,銅層直接裸露在外。這部分需要保護(hù),阻止它被氧化。


PCB中使用的銅極易被氧化,如果焊盤上的銅被氧化了,不僅難以焊接,而且電阻率大增,嚴(yán)重影響最終產(chǎn)品性能。所以,給焊盤鍍上惰性金屬金,或在其表面通過化學(xué)工藝覆蓋一層銀,或用一種特殊的化學(xué)薄膜覆蓋銅層,阻止焊盤和空氣的接觸。阻止被氧化、保護(hù)焊盤,使其在接下來的焊接工藝中確保良品率。

PCB電路板上存在著多種貴重金屬

PCB上的金銀銅


1、PCB覆銅板


覆銅板是將玻璃纖維布或其它增強(qiáng)材料浸以樹脂一面或雙面覆以銅箔并經(jīng)熱壓而制成的一種板狀材料。

PCB覆銅板

以玻璃纖維布基覆銅板為例,其主要原材料為銅箔、玻璃纖維布、環(huán)氧樹脂,分別約占產(chǎn)品成本的32%、29%和26%。


覆銅板是印制電路板的基礎(chǔ)材料而印制電路板是絕大多數(shù)電子產(chǎn)品達(dá)到電路互連的不可缺少的主要組成部件,隨著科技水平的不斷提高,近年來有些特種電子覆銅板可用來直接制造印制電子元件。印制電路板用的導(dǎo)體一般都是制成薄箔狀的精煉銅,即狹義上的銅箔。


2、沉金PCB電路板


金與銅直接接觸的話會(huì)有電子遷移擴(kuò)散的物理反應(yīng)(電位差的關(guān)系),所以必須先電鍍一層“鎳”當(dāng)作阻隔層,然后再把金電鍍到鎳的上面,所以我們一般所謂的電鍍金,其實(shí)際名稱應(yīng)該叫做“電鍍鎳金”。


硬金及軟金的區(qū)別,則是最后鍍上去的這層金的成份,鍍金的時(shí)候可以選擇電鍍純金或是合金,因?yàn)榧兘鸬挠捕缺容^軟,所以也就稱之為“軟金”。因?yàn)椤敖稹笨梢院汀颁X”形成良好的合金,所以COB在打鋁線的時(shí)候就會(huì)特別要求這層純金的厚度。另外,如果選擇電鍍金鎳合金或是金鈷合金,因?yàn)楹辖饡?huì)比純金來得硬,所以也就稱之為“硬金”。

沒有組焊層的PCB電路板,呈現(xiàn)出了內(nèi)層的銅

鍍金層大量應(yīng)用在電路板的元器件焊盤、金手指、連接器彈片等位置。我們用的最廣泛的手機(jī)電路板的主板大多是鍍金板,沉金板,電腦主板、音響和小數(shù)碼的電路板一般都不是鍍金板。


金色是真正的黃金。即便只鍍了很薄一層,就已經(jīng)占了電路板成本的近10%。使用金作為鍍層,一是為了方便焊接,二是為了防腐蝕。即便是用了好幾年的內(nèi)存條的金手指,依然是閃爍如初,若是使用銅、鋁、鐵,很快就能銹成一堆廢品。另外,鍍金板的成本較高,焊接強(qiáng)度較差,因?yàn)槭褂脽o電鍍鎳制程,容易有黑盤的問題產(chǎn)生。鎳層會(huì)隨著時(shí)間氧化,長期的可靠性也是個(gè)問題。


3、沉銀PCB電路板


沉銀比沉金便宜,如果PCB有連接功能性要求和需要降低成本,沉銀是一個(gè)好的選擇;加上沉銀良好的平坦度和接觸性,那就更應(yīng)該選擇沉銀工藝。


在通信產(chǎn)品、汽車、電腦外設(shè)方面沉銀應(yīng)用得很多,在高速信號(hào)設(shè)計(jì)方面沉銀也有所應(yīng)用。由于沉銀具有其它表面處理所無法匹敵的良好電性能,它也可用在高頻信號(hào)中。EMS推薦使用沉銀工藝是因?yàn)樗子诮M裝和具有較好的可檢查性。但是由于沉銀存在諸如失去光澤、焊點(diǎn)空洞等缺陷使得其增長緩慢(但沒有下降)。

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