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陶瓷基板的表面处理工艺有哪些?

2024-07-15

陶瓷基板的表面处理工艺有哪些?宇斯特用一篇文章告诉你。陶瓷基板的常见的表面处理工艺一般有几种,如光板(表面不做任何处理)、OSP、喷锡(有铅锡、无铅锡)、镀金、沉金、沉银等。下面就跟着宇斯特的目光一起来了解一下陶瓷基板的表面处理工艺有哪些吧!

在现代电子制造领域,表面处理技术对于提高电路板的焊接性能、导电性和可靠性至关重要。陶瓷电路板,因其优异的热性能和机械性能,越来越多地被应用于高性能和高可靠性的电子产品中。然而,不同的表面处理技术会对陶瓷电路板的性能产生显著影响。本文将详细介绍几种常见的陶瓷电路板表面处理技术,包括OSP、喷锡、沉银、沉锡、电镀镍金和镍钯金,并探讨它们各自的优缺点及适用范围。


什么是HASL热风整平(喷锡)?

喷锡是一种电子制造过程中常用的表面处理方法。它是通过将熔化的锡合金喷射在陶瓷电路板(Ceramic PCB)的表面,形成一层薄薄的锡层。这样做的目的是为了改善陶瓷电路板表面的焊接性能,提高焊接连接的可靠性。

在陶瓷电路板组装过程中,喷锡主要用于覆盖陶瓷电路板表面的焊盘和焊脚。当组装元件(如电子元器件)时,通过加热焊盘和焊脚,使其与喷涂的锡层熔化并形成可靠的焊接连接。喷锡的优点包括焊接速度快、焊接质量稳定以及能够防止焊盘氧化。这使得喷锡成为一种常用的表面处理技术,尤其适用于大规模的自动化生产环境。

陶瓷基板的表面处理工艺有哪些?


喷锡的优点:

1. 较长的存储时间。

2. 陶瓷电路板完成后,铜表面完全的润湿了(焊接前完全覆盖了锡)。

3. 适合无铅焊接。

4. 工艺成熟。

5. 成本低。

6. 适合目视检查和电测。


喷锡的缺点:

1. 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。

2. 喷锡时铜会溶解,并且板子经受一次高温。

3. 特别厚或薄的板,喷锡有局限,生产操作不方便。


什么是OSP (有机保护膜)?

OSP是陶瓷电路板制造中常见的表面处理技术之一,其英文全称为“Organic Solderability Preservatives”,中文称为“有机钎焊性保护剂”。OSP主要用于保护陶瓷电路板表面,防止其在空气中氧化,同时提供良好的钎焊性能。

在OSP的表面处理过程中,会在陶瓷电路板表面涂覆一层有机钎焊性保护剂,这一层薄薄的保护层可以有效地保护陶瓷电路板焊盘和焊脚不受氧化和腐蚀的影响。该保护层是有机物质,所以它在高温下会脱去,从而在焊接过程中与焊锡形成良好的接触,促进焊接的进行。

OSP的优点:

1. 制程简单,表面非常平整,适合无铅焊接和SMT。

2. 容易返工,生产操作方便,适合水平线操作。

3. 板子上适合多种处理并存(比如:OSP+ENIG)。

4. 成本低,环境友好。

OSP的缺点:

1. 回流焊次数的限制(多次焊接后,膜会被破坏,基本上2次没有问题)。

2. 不适合压接技术,线绑定。

3. 目视检测和电测不方便。

4. SMT时需要N2气保护。

5. SMT返工不适合。

6. 存储条件要求高。


什么是沉银?

沉银是一种常见的电子制造过程中使用的表面处理技术。它是通过在陶瓷电路板表面涂覆一层银化学物质,形成一层薄薄的银层。这样做的目的是为了改善陶瓷电路板表面的导电性和焊接性能,提高焊接连接的可靠性。

在沉银的表面处理过程中,使用的化学物质通常是含有银离子的溶液。这种溶液会在陶瓷电路板表面产生化学反应,将银离子还原成固态的纯银。这样就形成了一层致密且光滑的银层,使陶瓷电路板表面具有良好的导电性能和优异的焊接性能。

沉银的优点:

1. 制程简单,适合无铅焊接,SMT。

2. 表面非常平整。

3. 适合非常精细的线路。

4. 成本低。

沉银的缺点:

1. 存储条件要求高,容易污染。

2. 焊接强度容易出现问题(微空洞问题)。

3. 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。

4. 电测也是问题。

什么是沉锡?

沉锡是通过在陶瓷电路板表面涂覆一层锡化学物质,形成一层薄薄的锡层。这样做的目的是为了改善陶瓷电路板表面的焊接性能,提高焊接连接的可靠性。

在沉锡的表面处理过程中,使用的化学物质通常是含有锡离子的溶液。这种溶液会在陶瓷电路板表面产生化学反应,将锡离子还原成固态的锡。这样就形成了一层均匀且致密的锡层,使陶瓷电路板表面具有良好的焊接性能和较好的耐腐蚀性能。

沉锡的优点:

1. 适合水平线生产。

2. 适合精细线路处理,适合无铅焊接,特别适合压接技术。

3. 非常好的平整度,适合SMT。

沉锡的缺点:

1. 需要好的存储条件,最好不要大于6个月,以控制锡须生长。

2. 不适合接触开关设计。

3. 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。

4. 多次焊接时,最好N2气保护。

5. 电测也是问题。


什么是沉镍金(ENIG)?

沉镍金是通过在陶瓷电路板表面涂覆一层镍金化学物质,形成一层薄薄的镍金层。这样做的目的是为了改善陶瓷电路板表面的导电性、耐腐蚀性和焊接性能,提高焊接连接的可靠性。

陶瓷基板的表面处理工艺有哪些?


在沉镍金的表面处理过程中,先在陶瓷电路板表面镀上一层镍,然后再在镍层上镀上一层金。这是通过使用含有镍离子和金离子的化学溶液来实现的。化学镍金层的厚度可以根据需求进行调整,通常可以控制在几微米的范围内。

沉镍金的优点:

1. 适合无铅焊接。

2. 表面非常平整,适合SMT。

3. 通孔也可以上化镍金。

4. 较长的存储时间,存储条件不苛刻。

5. 适合电测试。

6. 适合开关接触设计。

7. 适合铝线绑定,适合厚板,抵抗环境攻击强。

沉镍金的缺点:


1. 成本较高。

2. 处理过程复杂。

3. 环境影响。

4. 镀层厚度有限。

5. 对极端环境条件敏感。


什么是沉镍钯金 (ENEPIG)?

沉镍钯金是一种常见的表面处理技术,也称为镍钯合金电镀。它是通过在金属表面电化学反应的方式,将镍和钯的合金沉积在其表面形成一层镍钯金属层。这样做的目的是为了提高金属表面的耐腐蚀性、硬度和美观性。

陶瓷基板的表面处理工艺有哪些?


镍钯金电镀通常涉及在金属表面浸泡在含有镍和钯离子的电解液中,通过施加电流使镍和钯离子还原成固态的镍钯合金层。这层镍钯金属层可以均匀地附着在金属表面,形成一层致密且光滑的保护层。

沉镍钯金的优点:

1. 在IC载板上应用,适合金线绑定,铝线绑定。适合无铅焊接。

2. 与ENIG相比,没有镍腐蚀(黑盘)问题;成本比ENIG和电镍金便宜。

3. 长的存储时间。

4. 适合多种表面处理工艺并存在板上。


沉镍钯金的缺点:

1. 制程复杂,控制难。

2. 在陶瓷电路板领域应用历史短。


结论:

陶瓷基板的表面处理工艺多种多样,每种工艺都有其独特的作用和应用。通过合理选择和应用这些表面处理工艺,可以显著提升陶瓷基板的性能和可靠性,满足各种高性能电子设备的需求。作为专业的陶瓷基板生产厂家,宇斯特致力于为客户提供高质量的表面处理解决方案。我们将持续专注于技术创新和工艺优化,确保陶瓷基板在各种应用中表现卓越。