后處理工藝全揭秘:決定產(chǎn)品成敗的關(guān)鍵步驟
PCB制造的漫長(zhǎng)旅程中,后處理工藝猶如點(diǎn)睛之筆,雖處于流程末端,卻對(duì) PCB 的最終性能、可靠性和使用壽命起著舉足輕重的作用。今天,就讓我們一同深入探尋 PCB 后處理工藝的奧秘。
一、表面處理:為電子連接保駕護(hù)航
1. 熱風(fēng)整平(HASL)
這是最常見的表面處理工藝之一。將 PCB 板浸入熔融的錫鉛或無鉛焊料中,然后用熱空氣刀將多余的焊料吹平。它能形成較厚的焊料層,焊接性能好,可有效防止銅面氧化。但熱風(fēng)整平可能會(huì)導(dǎo)致焊盤表面 slightly 不平整,且對(duì)環(huán)境有一定污染。近年來,無鉛熱風(fēng)整平因環(huán)保要求逐漸成為主流。
2. 化學(xué)沉銀(ImAg)
通過化學(xué)反應(yīng)在 PCB 表面沉積一層銀。銀具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和良好的可焊性,沉銀層表面平整,能滿足細(xì)間距元件的焊接需求。不過,銀層較薄,長(zhǎng)期儲(chǔ)存可能會(huì)氧化變色,且成本相對(duì)較高,多用于高端電子產(chǎn)品。
3. 化學(xué)沉鎳金(ENIG)
先在銅面上化學(xué)沉鎳,再沉金。金層具有極佳的抗氧化性和耐磨性,鎳層能防止金與銅擴(kuò)散。此工藝廣泛應(yīng)用于 BGA、CGA 等高密度封裝的焊盤,以及金手指等摩擦接觸面。但工藝復(fù)雜,控制難度大,若操作不當(dāng)易出現(xiàn) “黑盤” 等缺陷。
4. OSP(有機(jī)保焊膜)
一種有機(jī)化合物涂覆在銅表面,形成保護(hù)膜,防止銅氧化,同時(shí)可焊性良好。OSP 工藝簡(jiǎn)單、成本低、環(huán)保,適用于無鉛工藝和高密度線路板。但其耐熱性相對(duì)較低,在高溫回流焊時(shí)可能會(huì)影響膜層性能。
二、阻焊層涂覆:精準(zhǔn)防護(hù)的屏障
1. 光成像阻焊(LPI)
先在 PCB 表面涂覆液態(tài)感光阻焊油墨,經(jīng)曝光、顯影形成圖案。它能精確地將阻焊層覆蓋在非焊接區(qū)域,保護(hù)線路和焊盤,防止焊接時(shí)橋連和氧化。LPI 工藝靈活性高,可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜圖案的制作,但需要高精度的曝光和顯影設(shè)備。
2. 干膜阻焊
將預(yù)先制好的干膜阻焊膜貼附在 PCB 表面,經(jīng)曝光、顯影形成阻焊圖案。干膜阻焊具有高分辨率和良好的附著力,適用于高密度、精細(xì)線路的 PCB。然而,干膜貼附過程對(duì)設(shè)備精度要求高,且工藝相對(duì)繁瑣。
三、標(biāo)志與印刷:賦予 PCB 獨(dú)特身份
1. 絲網(wǎng)印刷
利用絲網(wǎng)版將字符、標(biāo)識(shí)、符號(hào)等印刷在 PCB 表面。絲網(wǎng)印刷可實(shí)現(xiàn)較大的字符和圖案尺寸,印刷效果清晰、持久,常用于 PCB 的絲印層制作,標(biāo)識(shí)元件位置、電路板信息等。但絲網(wǎng)印刷的精度相對(duì)較低,對(duì)于高密度、小型化的 PCB,其應(yīng)用受到一定限制。
2. 激光打標(biāo)
采用激光束在 PCB 表面打標(biāo)。激光打標(biāo)精度高、速度快、無接觸式加工,可實(shí)現(xiàn)微小、精細(xì)的字符和圖案。它適用于各種材料的 PCB,且能在復(fù)雜形狀的電路板上進(jìn)行打標(biāo)。然而,激光打標(biāo)設(shè)備成本較高,且對(duì)操作環(huán)境有一定要求。
四、切板與外形加工:塑造 PCB 的完美外形
1. V - 切
使用 V - 切刀在 PCB 板上切割出 V 型槽,將多個(gè) PCB 板連接在一起,便于后續(xù)的 SMT(表面貼裝技術(shù))加工和測(cè)試。V - 切深度和角度需精確控制,確保 PCB 板容易分離且不損壞線路。V - 切工藝簡(jiǎn)單、效率高,廣泛應(yīng)用于 PCB 的拼板加工。
2. 鑼形(數(shù)控銑削)
利用數(shù)控鑼機(jī)按照設(shè)定的程序?qū)?PCB 板進(jìn)行外形加工。鑼形加工精度高,可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜外形和異形孔的加工,且能去除 PCB 邊緣的毛刺。不過,鑼形設(shè)備成本較高,加工速度相對(duì)較慢,主要用于高精度、小批量的 PCB 外形加工。
3. 沖床加工
通過模具在沖床上對(duì) PCB 板進(jìn)行外形沖壓。沖床加工速度快、效率高,適合大批量生產(chǎn)。但模具制作成本高,且對(duì) PCB 板的材料和厚度有一定要求,一般用于形狀簡(jiǎn)單、規(guī)則的 PCB 外形加工。
五、電氣測(cè)試與功能測(cè)試:確保 PCB 的可靠性
1. 飛針測(cè)試
利用可編程的探針(飛針)接觸 PCB 表面的測(cè)試點(diǎn),檢測(cè)開路、短路、阻抗等電氣參數(shù)。飛針測(cè)試具有靈活、高效的特點(diǎn),可快速檢測(cè) PCB 的電氣性能,適用于各種尺寸和復(fù)雜度的 PCB。但飛針測(cè)試對(duì)設(shè)備精度和維護(hù)要求較高,且測(cè)試速度相對(duì)較慢。
2. 在線測(cè)試(ICT)
將 PCB 固定在測(cè)試夾具上,通過測(cè)試針床與 PCB 表面接觸,進(jìn)行詳細(xì)的電氣測(cè)試。ICT 測(cè)試精度高、速度快,能檢測(cè)出各種潛在的電氣故障,是大規(guī)模 PCB 生產(chǎn)中常用的測(cè)試方法之一。然而,ICT 設(shè)備成本高,測(cè)試夾具制作周期長(zhǎng),且對(duì) PCB 的焊點(diǎn)和測(cè)試點(diǎn)設(shè)計(jì)有一定要求。
3. 功能測(cè)試
模擬 PCB 在實(shí)際工作環(huán)境中的運(yùn)行狀態(tài),對(duì)其功能進(jìn)行測(cè)試。功能測(cè)試能全面評(píng)估 PCB 的性能和可靠性,確保其滿足設(shè)計(jì)要求和產(chǎn)品應(yīng)用需求。但功能測(cè)試通常需要專門的測(cè)試設(shè)備和環(huán)境,測(cè)試成本較高,且測(cè)試過程相對(duì)復(fù)雜。
六、清潔與包裝:為交付做好最后準(zhǔn)備
1. 清潔
采用超聲波清洗、刷洗等方式去除 PCB 表面的殘留物、助焊劑、灰塵等雜質(zhì)。清潔后的 PCB 表面潔凈度高,有助于提高產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。但清潔過程需控制好清洗劑的類型、濃度和清洗時(shí)間,避免對(duì) PCB 表面造成損害。
2. 防靜電包裝
將清潔后的 PCB 放入防靜電袋或防靜電盒中,并進(jìn)行靜電屏蔽包裝。防靜電包裝能有效防止靜電對(duì) PCB 的損害,確保產(chǎn)品在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中的安全性。同時(shí),根據(jù)客戶需求和產(chǎn)品特性,選擇合適的包裝材料和包裝方式,以保護(hù) PCB 不受外界環(huán)境的影響。
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