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PCB线路板表面处理工艺及其对应的优缺点
随着人类对于居住环境要求的不断提高, PCB线路板 生产过程中涉及到的环境问题也越来越受到关注。尤其是铅和溴的话题是最热门的;
PCB表面处理最基本的目的是保证良好的可焊性或电性能。由于自然界的铜在空气中倾向于以氧化物的形式存在,不大可能长期保持为原铜,因此需要对铜进行其他处理。
现在有许多PCB表面处理工艺,常见的是热风整平、有机可焊性保护剂(OSP)、全板镀镍金、沉金、沉锡、沉银、化学镍钯金、电镀硬金这几种工艺,下面将逐一介绍
1、热风整平(喷锡)
热风整平工艺的一般流程为:微蚀→预热→涂覆助焊剂→喷锡→清洗。
热风整平又名热风焊料整平(俗称喷锡),它是在PCB表面涂覆熔融锡(铅)焊料并用加热压缩空气整(吹)平的工艺,使其形成一层既抗铜氧化,又可提供良好的可焊性的涂覆层。热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属间化合物。PCB进行热风整平时要沉在熔融的焊料中;风刀在焊料凝固之前吹平液态的焊料;风刀能够将铜面上焊料的弯月状最小化和阻止焊料桥接。
热风整平分为垂直式和水平式两种,一般认为水平式较好,主要是水平式热风整平镀层比较均匀,可实现自动化生产。
优点:较长的存储时间;PCB完成后,铜表面完全的润湿了(焊接前完全覆盖了锡);适合无铅焊接;工艺成熟、成本低、适合目视检查和电测
缺点:不适合线绑定;因表面平整度问题,在SMT上也有局限;不适合接触开关设计。喷锡时铜会溶解,并且板子经受一次高温。特别厚或薄的板,喷锡有局限,生产操作不方便。
2、有机可焊性保护剂(OSP)
一般流程为:脱脂--微蚀--酸洗--纯水清洗--有机涂覆--清洗,过程控制相对其他表明处理工艺较为容易。
OSP是印刷电路板(PCB)铜箔表面处理的符合RoHS指令要求的一种工艺。 OSP是Organic Solderability
Preservatives的简称,中译为有机保焊膜,又称护铜剂,英文亦称之Preflux。简单地说,OSP就是在洁净的裸铜表面上,以化学的方法长出一层有机皮膜。这层膜具有防氧化,耐热冲击,耐湿性,用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈(氧化或硫化等);但在后续的焊接高温中,此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除,如此方可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
优点:制程简单,表面非常平整,适合无铅焊接和SMT。易返工,生产操作方便,适合水平线操作。板子上适合多种处理并存(比如:OSP+ENIG)。成本低,环境友好。
缺点:回流焊次数的限制(多次焊接厚,膜会被破坏,基本上2次没有问题)。不适合压接技术,线绑定。目视检测和电测不方便。SMT时需要N2气保护。SMT返工不适合。存储条件要求高。
3、全板镀镍金
板镀镍金是在PCB表面导体先镀上一层镍后再镀上一层金,镀镍主要是防止金和铜间的扩散。现在的电镀镍金有两类:镀软金(纯金,金表面看起来不亮)和镀硬金(表面平滑和硬,耐磨,含有钴等其他元素,金表面看起来较光亮)。软金主要用于芯片封装时打金线;硬金主要用在非焊接处的电性互连。
优点:较长的存储时间12个月。适合接触开关设计和金线绑定。适合电测试
弱点:较高的成本,金比较厚。电镀金手指时需要额外的设计线导电。因金厚度不一直,应用在焊接时,可能因金太厚导致焊点脆化,影响强度。电镀表面均匀性问题。电镀的镍金没有包住线的边。不适合铝线绑定。
4、沉金
一般流程为:脱酸洗清洁--微蚀--预浸--活化--化学镀镍--化学浸金;其过程中有6个化学槽,涉及到近百种化学品,过程比较复杂。
沉金是在铜面上包裹一层厚厚的、电性良好的镍金合金,这可以长期保护PCB;另外它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。此外沉金也可以阻止铜的溶解,这将有益于无铅组装。
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,容易有黑盘的问题产生。镍层会随着时间氧化,长期的可靠性是个问题。
5、沉锡
由于目前所有的焊料都是以锡为基础的,所以锡层能与任何类型的焊料相匹配。沉锡工艺可以形成平坦的铜锡金属间化合物,这个特性使得沉锡具有和热风整平一样的好的可焊性而没有热风整平令人头痛的平坦性问题;沉锡板不可存储太久,组装时必须根据沉锡的先后顺序进行。
优点:适合水平线生产。适合精细线路处理,适合无铅焊接,特别适合压接技术。非常好的平整度,适合SMT。
缺点:需要好的存储条件,最好不要大于6个月,以控制锡须生长。不适合接触开关设计。生产工艺上对阻焊膜工艺要求比较高,不然会导致阻焊膜脱落。多次焊接时,最好N2气保护。电测也是问题。
6、沉银
沉银工艺介于有机涂覆和化学镀镍/沉金之间,工艺比较简单、快速;即使暴露在热、湿和污染的环境中,银仍然能够保持良好的可焊性,但会失去光泽。沉银不具备化学镀镍/沉金所具有的好的物理强度因为银层下面没有镍。
优点:制程简单,适合无铅焊接,SMT。表面非常平整、成本低、适合非常精细的线路。
缺点:存储条件要求高,容易污染。焊接强度容易出现问题(微空洞问题)。容易出现电迁移现象以及和阻焊膜下铜出现贾凡尼咬蚀现象。电测也是问题
7、化学镍钯金
化学镍钯金与沉金相比是在镍和金之间多了一层钯,钯可以防止出现置换反应导致的腐蚀现象,为沉金作好充分准备。金则紧密的覆盖在钯上面,提供良好的接触面。
优点:适合无铅焊接。表面非常平整,适合SMT。通孔也可以上化镍金。较长的存储时间,存储条件不苛刻。适合电测试。适合开关接触设计。适合铝线绑定,适合厚板,抵抗环境攻击强。
8、电镀硬金
为了提高产品耐磨性能,增加插拔次数而电镀硬金。
PCB的表面处理工艺方面的变化并不是很大,好像还是比较遥远的事情,但是应该注意到:长期的缓慢变化将会导致巨大的变化。在环保呼声愈来愈高的情况下,PCB的表面处理工艺未来肯定会发生巨变。
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怎样维修电路板
这个需要找专业人员,或者你具备专业知识。
电路板的名称有:线路板,PCB板,铝基板,高频板,厚铜板,阻抗板,PCB,超薄线路板,超薄电路板,印刷(铜刻蚀技术)电路板等。电路板使电路迷你化、直观化,对于固定电路的批量生产和优化用电器布局起重要作用。电路板可称为印刷线路板或印刷电路板,英文名称为(Printed
Circuit
Board)PCB、(Flexible
Printed
Circuit
board)FPC线路板[1]
(FPC线路板又称柔性线路板柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性,绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点!)和软硬结合板(reechas,Soft
and
hard
combination
plate)-FPC与PCB的诞生与发展,催生了软硬结合板这一新产品。因此,软硬结合板,就是柔性线路板与硬性线路板,经过压合等工序,按相关工艺要求组合在一起,形成的具有FPC特性与PCB特性的线路板。
线路板按层数来分的话分为单面板,双面板,和多层线路板三个大的分类。
首先是单面板,在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以就称这种PCB叫作单面线路板。单面板通常制作简单,造价低,但是缺点是无法应用于太复杂的产品上。
双面板是单面板的延伸,当单层布线不能满足电子产品的需要时,就要使用双面板了。双面都有覆铜有走线,并且可以通过过孔来导通两层之间的线路,使之形成所需要的网络连接。
多层板是指具有三层以上的导电图形层与其间的绝缘材料以相隔层压而成,且其间导电图形按要求互连的印制板。多层线路板是电子信息技术向高速度、多功能、大容量、小体积、薄型化、轻量化方向发展的产物。
请问电子维修(电路板维修)好吗。
电子维修前期可以学到很多知识,如电路原理分析,逻辑判断,故障寻迹,工艺技术,这些都是实实在在的干货。因为很多故障都是焊接质量所导致的,对焊接质量深有感触,所以自己的焊接技术可以快速提升,这就是实践经验。不好的是工作过程中经常被烙铁烫伤,经常接触精密元件伤眼睛,工资到了一定的水平后,难以提升。
为什么电路板坏了不建议维修
不建议自己维修,电路板坏了肯定是能修复的,但一定要找专业维修的机构修。俗话说业有专攻一点也不会假,民用的冰箱彩电就要找家电维修,最好是找售后指定维修单位。 相关资料:如果是分立元件组成的电路板可以修。这类电路板最多是双面印刷电路,直观、易操作,检测出损坏的元件、排除了引发的原因,更换元件后就可以修复。如果是高密度集成的电路板不建议修。这类电路板由多层印刷电路如华孚饼干一般压合在一起,层间电路靠孔化或导电胶连接。生产时自动流水线的温度、压力都控制得恰到好处,但维修时就不能保证了,在更换相应集成块时会加大对电路层间导体的损伤,造成或当场无用、或维修后不久又毙命。数控车床,机器人,触摸屏,变频器,伺服驱动器。这些就要找工控维修的机构,切不可“病急乱投医”,这是用户需要注意的地方,找设备厂家费用往往比较贵,而且周期比较长。
怎样维修电路板?
电路板维修的几项原则电子技术硬件功底深厚的维修人员并对维修工作布满了信心。但如果方法不当工作起来照样事倍功半。那么怎样做才能更好地提高维修效率呢?这就是下面要讨论的几个原则供同行参考。使维修工作有条不紊按顺序有步骤地进行。
一、先看后量 对待修的电路板首先应对其进行目测。必要时还要借助于放大镜观察。
主要看:
1、是否有断线和短路处;尤其是电路板上的印制电路板连接线是否存在断裂粘连等现象;
2、有关元器件如电阻电容电感二极管三极管等是否存在断开现象;
3、是否有人修理过?动过哪些元器件?是否存在虚焊漏焊插反插错等问题。 排除上述状况后这时候先用万用表测量电路板电源与地之间的阻值通常电路板的阻值不应小于70Ω。若阻值太小,才几或十几欧姆。说明电路板上有元器件被击穿或部分击穿就必须采取措施将被击穿的元器件找出来。具体办法是给被修板加电(注意!此时一定要搞清该板的工作电压的电压值与正负极性不可接错和加入高于工作电压值。否则将对待修电路板有伤害!老故障没排除又增新毛病!!)用点温计测电路板上各器件的温度,温度升的较快较高的视为重点怀疑对象。若阻值正常后再用万用表测量板上的阻容器件二、三极管场效应管以及剥段开关等元器件。其目的就是首先要确保被测量过的元器件是正常的。能用一般测试工具(如万用表等)解决的问题就不要把它复杂化。
二、先外后内如果情况允许最好是有一块与待修板一样的好电路板作为参照。然后使用测试仪的双梆VI曲线扫描功能对两块板进行好、坏对比测试。开始的对比测试点可以从电路板的端口开始;然后由表及里尤其是对电容器的对比测试。这可弥补万用表在线难以测出电容是否漏电的缺憾。原则三:先易后难 为提高测试效果在对电路板进行在线功能测试前应对被修板做一些技术处理以尽量削弱各种干扰对测试过程中带来的影响。
具体措施如下:
1、测试前的准备将晶振短路(注意对四脚的晶振要搞清那两脚为信号输出脚可短路此两脚。记住一般情况下另外两脚为电源脚千万不可短接!!)对于大容量的电解电容器也要焊下一脚使其开路。因为大容量电容的充放电同样也会带来干扰。
2、采用排除法对器件进行测试对器件进行在线测试或比较测试过程中凡是测试通过(或比较正常)的器件请直接确认测试结果给以记录。对测试未通过(或比较超差)的可再测试一遍。若还是未通过也可先确认测试结果。这样一直测试下去直到将板上的器件测试(或比较)完。然后再来处理那些未通过测试(或比较超差)的器件。对未通过功能在线测试的器件有些测试仪器还提供了一种不太正规却又比较实用的处理方法:由于该种测试仪器对电路板的供电还可以通过测试夹施加到器件相应的电源与地线脚上若对器件的电源脚实施刃割则这个器件将脱离电路板供电系统。这时再对该器件进行在线功能测试;由于电路板上的其他器件将不会得电工作消除了干扰作用。此时的实际测试效果将等同于“准离线测试”测准率将获得很大提高。
印刷电路板焊接中常见的缺陷有哪些
常见缺陷一是虚焊,二是粘连,三是铜箔脱落,
虚焊的原因主要是元件腿和铜箔没有处理干净,应该先处理干净两者,元件腿要先搪锡(铜箔和元件腿都要先涂抹松香酒精溶液再搪锡);烙铁温度不能过高,过高会使烙铁头烧死不吃锡,还容易使铜箔脱落;烙铁一次吃锡不能太多,多了会使两个焊点间粘连。
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