在刚性多层印制线路板的制作中,表面处理与外形加工是最后一道加工工艺,其工艺流程如图4. 67 所示,内容包括表面处理与机械加工两大部分。表面处理工艺是在阻焊保护层制作完成后,对印制线路板表面上贴片式电子元器件连接处焊盘的表面进行处理、对于印制线路板引出端表面进行的镀覆处理等。机械加工则将印制线路板组装成印制电路乃至整机而进行的沟槽加工、孔加工、端面加工与外形加工。
一,贴片式元器件焊盘的处理
贴片式元器件焊盘的处理,实际上就是在印制线路板表面准备焊接贴片式电子元器件的位置被覆焊料。其被覆方法包括热气流焊料被覆法(Hot Air Solder Leveling , HASL)、焊料析出被覆法、焊盘预处理法以及焊料镀覆熔融法等。

1 热气流焊料被覆法
该方法既可以保护导体图形裸露的铜表面,又可以提高贴片式电子元器件组装时的可焊性,其具体工艺流程如图4. 68 所示。它是经过表面处理与干燥后,在清洁的导体图形裸铜表面上涂布焊料与辅助焊料,用高温高压的热空气吹到焊料表面使之熔化,在冷却、清洗、干燥后,焊料被覆即告完成。以前使用的焊料为60%Sn 、40%Pb ,现在由于其成分中含铅而不允许使用,而改用Sn , SnCu 、SnAgCu , SnZn 、SnBi 或者其他系列的锡合金材料。

2 析出式被覆焊料法
这是在整个印制线路板的外表面,涂布含有锡微粒及其他金属有机酸盐与松香的浆料,使其在183'C 以上的温度下发生化学反应,在阻焊图形的阻隔下,有选择地析出在导体图形的裸铜表面的一种方法。
3 焊盘预处理法
所谓焊料预处理,就是为了防止导体图形裸露的铜表面,即焊盘在焊接前的保存过程中被氧化,而被覆上一层临时性保护层。这种临时性保护层在焊接温度下会很快分解,因而不仅影响焊料的焊接,而且还为焊接保存了一个清洁、容易被焊料浸润、便于贴片式电子元器件焊接的焊盘。
在采用再流焊的情况下,由于印制线路板的上下两个表层分别进行焊接,也就是说,工件至少要穿过炉膛两次。因此,要求这种临时性的保护层既能够在焊接时被分解,又能够保证不是正在被再流焊的另一面的临时保护层不会提前分解,因此对于临时保护层热分解的温度性能有着严格的要求。
4 焊料镀覆熔融工艺
我们在半加成法制作外层导体图形过程中,在防镀保护层图形窗口内镀制的导体图形表面,曾经作为抗蚀保护层镀制过锡之类的金属,那些金属在腐蚀工艺之后是不能作为焊料层使用的,必须除去。因此,这里的焊盘如果使用镀覆焊料的话,就必须重新镀制。
二,镍、金镀覆工艺
在不同的场合,印制线路板表面组装的对象是不一样的,有时候需要组装贴片式电子元器件,有时候需要组装裸芯片,或者组装触摸式电子元件以及接插件等。即使同是组装裸芯片,为了与印制线路板连接,其引线连接方式也可能各有不同,例如,栅球阵列组装(Ba ll Grid Array ,EGA) 、插针网格阵列组装(Pin Grid Arrau Package , PGA) 、芯片级组装(, Chip Scale Package , CSP) 等,不过不管哪种裸芯片连接方式,在基板的表面都要镀金。其他组装对象有时候也要镀金。
在镀金之前,需要先镀镇打底,镍层厚度约2μm 。电镀镍的镀液配方与镀制工艺条件参见表4. 8 。电镀镍时大多采用瓦特浴,即用高浓度的硫酸镍溶液镀镍;当希望减小镀层内部的内应力时,可以选用氨基磺酸浴。

电镀金的镀液配方与镀制工艺条件,镀的硬质金合金,是在金中合金了钻、镇、铁之类的硬质金属,镀层厚度约O. 05~0. 8μm 。这种镀层比较耐磨,主要用于接插件的插拔接触部分。表中镀的软质金,成分接近于纯金,镀层厚度约为O.05~0.8μm.这种镀层导电性能较好,主要用于导线的焊接部分。
这些被镀部位一般都不是相互连接的,电镀时为了使这些不同的部位能够同时有电流流通,有时候在电镀前先焊上导线将它们连接起来,电镀后再把这些导线去掉。但是,如果去掉得不彻底,就有可能形成电磁辐射源,造成电磁干扰,所以一定要清除干净。为了消除这一麻烦,目前各家公司都在大力开发用化学镀镇/化学镀金的方法代替这种引线连接法。
由于化学镀锦时的还原剂是次亚磷酸盐,磷会随着镇一起析出,磷含量不同的镇层性能差别很大,因此可以通过改变工艺参数的方法改变磷含量,从而控制镀层的性能。而化学镀金的方法有两种,分别是置换底层金属镰法与还原法。置换法简单,目前几乎为所有生产厂家所采用,不过因为是置换膜层,所以针孔缺陷较多;作为可能的替换措施,非氨系列的亚硫酸金系列的镀液正在开发之中,井已接近实用阶段。金层厚度约O. 05~0.1u.m 。
三,外形加工工艺
为了适应部件结构或者整机总装结构的需要,印制线路板还应当进行最后的机械加工。作为印制线路板基材的有机树脂材料刚好具有陶在和硅圆片无与伦比的委曲求全性格一一易于加工。图4. 69 绘出了几种常见的印制线路板外形加工形状,它们包括V 字型槽、口字形槽、楼要形端面、定位孔和装配孔等。外形加工完成后,实质上印制线路板加工就完成了。经下道工序的检验合格后,就可以送去组装了。

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