今天我们要讨论一个与印刷电路板表面处理相关的主题,这对最终组装(PCBA)的结果有重要影响。
通常在选择 PCB 表面处理时,最主要的考虑因素是其最终应用。
有时,由于经济原因而做出的选择和/或妥协会导致结果质量下降。
我们不会评估市场上已有的内容,因为这些已经有足够的讨论。相反,我们将只关注一种尚未广为人知,但在质量方面具有卓越成果且备受期待的表面处理工艺:
直接浸金,简称 DIG
这是一种非常可靠的技术,它直接在铜层上施加一层金(平均 0.2 微米),无需镍或钯等其他材料的中间层。
这一特点,除了提供质量和可靠性外,还为所有高频应用带来重要优势。
通过这种表面处理形成的焊接接点在完整性和长期可靠性方面是最好的之一,而且还可以用于”引线键合”工艺。
在焊接过程中,它有助于形成薄而均匀的金属间化合物层。这对接点强度产生有益影响,提高质量,使其更能抵抗”疲劳”,因此长期更可靠,因为形成的金属间化合物(IMC)Cu6Sn5 是最坚韧的。
DIG 表面处理形成的金属间层能确保更好的机械强度,使其在热应力或机械应力下不易产生微裂纹或断裂。
与传统的 ENIG(IPC 4552)(化学镀金)相比,DIG 表面处理的金层更厚。
DIG 表面处理也有其优点和缺点,让我们来分析一下。
优点
可靠性:提供出色的保存稳定性,表面特性长期保持不变。
高导电性:金具有优异的导电特性,因此能提高组装件的性能。
出色的可焊性:在质量和平整度方面都为焊接提供了优异的表面。因此对于 BGA、QFN 等元件的焊接有改善作用。
无”黑垫”现象:与 ENIG 表面处理不同,DIG 工艺中不含镍。
抗腐蚀性:具有良好的抗腐蚀性。这确保了组装件在恶劣和hostile环境中也能长期使用。
焊接接点的完整性:接点组成优异,具有最小的金属间化合物 IMC:Cu6Sn5。
缺点
目前这种表面处理成本较高:金是昂贵材料,因此这种表面处理会增加 PCB 的最终成本。
目前还没有规范 DIG 表面处理的标准,需要遵循所使用化学品制造商的技术规格。
使用这种特殊表面处理的初步测试结果非常令人鼓舞,我们会持续关注其中长期可靠性测试结果,敬请期待!
总之,使用 DIG 表面处理的电路板焊接能产生高质量的接点,具有最小的金属间化合物形成,在可靠性和耐久性方面都是当今能获得的最佳焊接接点之一。