PCB沉金工藝流程簡(jiǎn)介預(yù)浸
- 發(fā)布時(shí)間:2025-05-28 16:20:21
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PCB沉金(化學(xué)鍍鎳金,ENIG)工藝的后處理是整個(gè)流程中至關(guān)重要的一環(huán),它直接影響到最終鍍層的質(zhì)量、可靠性、外觀和可焊性。沉金后的后處理主要包括以下幾個(gè)步驟:
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徹底水洗:
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目的: 去除PCB表面殘留的化學(xué)藥液(如金鹽、絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、反應(yīng)副產(chǎn)物等),防止藥液殘留導(dǎo)致鍍層變色、腐蝕、污染或影響后續(xù)工藝(如焊接)。
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方法: 通常采用多級(jí)逆流漂洗。
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第一道: 快速?zèng)_洗,去除大部分殘留藥液。
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后續(xù)幾道: 使用更潔凈的水進(jìn)行深度漂洗,確保徹底清除所有微量的化學(xué)物質(zhì)。
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關(guān)鍵點(diǎn):
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水純度: 最后一道或兩道清洗必須使用去離子水,其電阻率通常要求達(dá)到15 MΩ·cm 或更高,以防止水中的雜質(zhì)離子(特別是氯離子Cl?、硫酸根離子SO?²?、鈣鎂離子等)污染或氧化鍍層。
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水流和噴淋: 良好的水流設(shè)計(jì)和噴淋壓力有助于沖洗死角。
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溢流/換水頻率: 確保清洗槽中的水保持足夠潔凈,避免交叉污染。
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熱去離子水洗 (可選但推薦):
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目的: 進(jìn)一步溶解并去除可能附著在鍍層表面的微量有機(jī)物或難以清洗的殘留物;同時(shí)預(yù)熱板件,有助于后續(xù)干燥。
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方法: 使用加熱(通常60-80°C)的去離子水浸泡或噴淋PCB。
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優(yōu)點(diǎn): 提高清洗效率,減少水漬殘留風(fēng)險(xiǎn)。
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高效干燥:
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目的: 完全去除PCB表面的水分,防止:
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水漬/水痕: 影響外觀和后續(xù)貼裝的可視度。
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氧化: 殘留水分可能導(dǎo)致鎳層(特別是微孔或邊緣)氧化,形成“黑盤”隱患。
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助焊劑兼容性問題: 水分可能影響焊接時(shí)助焊劑的性能。
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方法:
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風(fēng)刀干燥: 常用且高效。利用高壓潔凈空氣(或氮?dú)猓┬纬傻?ldquo;刀片狀”氣流快速吹掉表面大部分水滴。關(guān)鍵是氣流要潔凈、干燥(露點(diǎn)低)。
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熱風(fēng)循環(huán)干燥: 在烘箱或隧道爐中用熱風(fēng)(溫度通常低于金鍍層的承受極限,約80-100°C)徹底烘干。
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真空干燥 (對(duì)于高可靠性或高密度板): 在真空環(huán)境下加熱,能更徹底地去除水分,尤其對(duì)盲孔、埋孔效果顯著。
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關(guān)鍵點(diǎn):
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干燥度: 必須確保板件完全干燥,特別是孔內(nèi)和細(xì)縫隙處。
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潔凈度: 干燥設(shè)備(風(fēng)刀、烘箱)內(nèi)部必須保持高度潔凈,避免引入灰塵、油污等污染物。
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溫度控制: 避免過高溫度導(dǎo)致金層或鎳層性能變化(如晶粒長(zhǎng)大、應(yīng)力變化)或阻焊膜受損。
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冷卻:
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目的: 將烘干的PCB冷卻至室溫,便于后續(xù)操作(如檢驗(yàn)、包裝、測(cè)試),并防止熱板在空氣中吸潮或操作時(shí)燙傷。
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方法: 通常在潔凈環(huán)境中自然冷卻或使用潔凈冷風(fēng)輔助冷卻。
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檢驗(yàn)/測(cè)試:
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目的: 確保沉金層滿足質(zhì)量要求。這是后處理中質(zhì)量保證的核心環(huán)節(jié)。
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內(nèi)容:
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外觀檢查: 目視或借助AOI檢查鍍層顏色均勻性(金黃色)、光澤度、有無水漬、污跡、劃傷、露鎳(漏鍍)、金層剝離、起泡、異物、黑盤跡象(鎳層氧化發(fā)黑)等。
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厚度測(cè)量: 使用X射線熒光測(cè)厚儀測(cè)量鎳層和金層厚度,確保符合規(guī)格(通常鎳層3-6μm,金層0.05-0.15μm)。需要在關(guān)鍵區(qū)域(如焊盤、金手指)進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量。
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可焊性測(cè)試: 按照標(biāo)準(zhǔn)(如IPC-J-STD-003)進(jìn)行潤(rùn)濕平衡試驗(yàn)或焊球試驗(yàn),評(píng)估焊料在鍍層表面的鋪展能力。
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附著力測(cè)試: 通常使用膠帶測(cè)試法檢查金層與鎳層、鎳層與底層銅的結(jié)合強(qiáng)度。
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孔隙率測(cè)試: 對(duì)于高可靠性要求的產(chǎn)品,可能需要進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試(如圖形電鍍法)檢查金層是否存在針孔,避免腐蝕介質(zhì)滲入腐蝕鎳層。
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鎳層磷含量分析 (必要時(shí)): 通過EDX等手段檢測(cè)鎳磷合金中磷的含量,因?yàn)榱缀繉?duì)鎳層的耐蝕性和焊接性能有重要影響(中磷含量約7-9%較佳)。
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阻焊膜檢查: 確認(rèn)沉金過程未損傷阻焊膜,阻焊膜與鍍層交界處無滲鍍、剝離。
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包裝:
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目的: 保護(hù)清潔干燥的PCB表面在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中免受污染、氧化、物理?yè)p傷和濕氣侵蝕。
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要求:
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潔凈環(huán)境: 在潔凈度高的車間(如萬(wàn)級(jí)或十萬(wàn)級(jí))進(jìn)行包裝。
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潔凈包裝材料: 使用低硫、無硅、無塵、抗靜電的包裝材料(如真空袋、防潮袋、無塵紙、泡棉)。
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防潮: 放置干燥劑,必要時(shí)進(jìn)行真空包裝或充氮包裝,嚴(yán)格控制包裝內(nèi)的濕度(通常要求<10% RH)。
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防物理?yè)p傷: 使用合適的隔板、托盤,避免板間摩擦或碰撞。
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標(biāo)識(shí): 清晰標(biāo)注產(chǎn)品信息、生產(chǎn)日期、儲(chǔ)存條件(如濕度敏感等級(jí)MSL)、防潮包裝開封后的使用期限等。
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返工/返修 (如需要):
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目的: 對(duì)檢驗(yàn)不合格但有修復(fù)價(jià)值的板件進(jìn)行局部處理。沉金板的返工通常比較復(fù)雜。
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方法:
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輕微污漬可用特定清洗劑(需與鍍層兼容)局部擦洗。
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局部露鎳或鍍層不良可能需要退除局部金層和鎳層(使用選擇性退鍍液,避免損傷銅和阻焊),然后重新活化、沉鎳、沉金。操作需極其謹(jǐn)慎,易導(dǎo)致界面問題。
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關(guān)鍵點(diǎn): 返工需嚴(yán)格控制范圍,評(píng)估返工對(duì)可靠性的影響(尤其是多次返工),并重新進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)。
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后處理的核心目標(biāo)總結(jié):
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潔凈: 徹底清除化學(xué)殘留和污染物。
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干燥: 防止水分導(dǎo)致氧化和后續(xù)問題。
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保護(hù): 維持金面的高純凈度、低接觸電阻、良好可焊性和外觀。
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質(zhì)量保證: 通過嚴(yán)格檢驗(yàn)確保產(chǎn)品符合規(guī)格。
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穩(wěn)定性: 通過合適的包裝保持鍍層性能在儲(chǔ)存和運(yùn)輸中的穩(wěn)定。
后處理不良的常見后果:
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水漬/污跡: 外觀不良,可能影響焊膏印刷或AOI識(shí)別。
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氧化(黑盤): 鎳層氧化導(dǎo)致焊接不良(虛焊、脆裂),是最嚴(yán)重的可靠性隱患之一。
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可焊性下降: 殘留物污染或輕微氧化導(dǎo)致焊料潤(rùn)濕不良。
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接觸電阻增大: 表面污染或氧化影響金手指或連接器的導(dǎo)電性。
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鍍層腐蝕: 殘留的活性離子(如Cl?)在潮濕環(huán)境下可能引發(fā)腐蝕。
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儲(chǔ)存期縮短: 包裝不當(dāng)導(dǎo)致鍍層在儲(chǔ)存過程中性能劣化。
因此,PCB沉金工藝的后處理絕非簡(jiǎn)單的“洗洗烘干”,而是需要精細(xì)控制、嚴(yán)格管理的關(guān)鍵工序,對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性起著決定性作用。
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