PCB设计技术当前位置:杭州龙威科技有限公司 >> 技术资料 >> PCB设计技术 >> 浏览文章

五种pcb线路板制作外部镀层分析

这五种pcb线路板外部镀层包括:锡-银(Sn-Ag)镀层、锡-铋(Sn-Bi)镀层、锡-铜(Sn-Cu)镀层、预镀镍-钯-金(Ni-Pd-Au)引脚框架和纯雾锡(Pure matte tin)镀层。
  1、  Sn-Ag镀层的锡含量约为3.5%,具有良好的可焊性和机械属性。但是Sn-Ag镀层容易产生锡毛刺,这是所有高锡含量替代方案的主要可靠性风险。由于材料成本较高,并且镀浴(plating bath,电镀溶液)控制程序复杂,Sn-Ag镀层比较昂贵。从“总拥有成本”的角度考虑,Sn-Ag镀层并不能作为一种完全可行的选择。
  自2000年以来, Sn-Bi作为引脚镀层已在日本得到广泛应用,因此人们开始对其密切关注。当铋含量为3%时,Sn-Bi的熔点约为220℃,选择该镀层肯定可行。但是Sn-Bi 材料易碎,镀层控制复杂,而且它会产生锡毛刺。关于铋的真实毒性也有疑问,且含铅焊料后向兼容性问题仍存在争议。内部筛选实验和研究确认了这些Sn-Bi问题的存在,所以这种镀层只能作为临时解决方案。
  2、  Sn-Cu镀层可形成一种铜含量为0.7%的高强度低熔点合金,其熔点为227℃。此镀层的价格相对低廉,且具有良好的可焊性。但是Sn-Cu容易产生锡毛刺,甚至合金成份的微小改变就会大大改变共晶温度。由于精确控制镀层成份困难,且Sn-Cu引脚加工与合金(Alloy)42引脚框架不兼容,所以该系统不能作为一种可行的解决方案。
  3、  预镀的Ni-Pd和Ni-Pd-Au引脚框架作为无铅焊接的一种可选方案,于1989年首先由德州仪器(TI)引进。其主要优势在于该技术适于商业应用,且封装工艺得以简化。但是对大批量产品应用而言,Ni-Pd-Au解决方案不具备优势,主要原因在于其成本较高,而且根据现有资料记录,该方案存在可靠性问题。此外,镀层在弯曲时会发生断裂,而且在焊接、引线接合和成模时也存在问题。钯和金成本高且难以预计,引脚框架的供货商数量也有限,这些都是该方案的劣势所在。由于此镀层系统与Alloy 42引脚框架不兼容,其应用范围进一步受限。因此,对于大批量生产线而言,这种解决方案不是一种可行的备选方案。
  4、  纯雾锡是大批量半导体制造商镀层应用的首选。其原因众多:对于各种引脚框架而言,雾锡工艺不仅具有良好焊接特性,而且它是一种低成本解决方案,不存在Sn-Ag、Sn-Bi和Sn-Cu系统中的双合金成份控制问题。
  5、  雾锡解决方案得以广泛应用的另一个关键因素是其供应充足,此因素与上述技术密切相关。雾锡最重要的一个优势可能在于它可与含铅焊料后向兼容。鉴于世界上很许多无铅政策在执行上存在延迟,这种后向兼容仍较为重要。