必須掌握印制電路板的表面電鍍（涂）工藝

電路板制造、電路板設(shè)計(jì)、PCBA加工廠家詳解印制電路板表面電鍍（涂）工藝必須掌握

一、印制電路板表面電鍍（涂）法： a． 電鍍法。 b. 化學(xué)鍍。

二、PCB表面鍍層的常見(jiàn)要素：

1.鎳，元素符號(hào)Ni，原子量58.7，密度8.88g/cm3，電化學(xué)當(dāng)量Ni2+1.095g/AH。

2.金，元素符號(hào)Au，原子量197，密度19.32g/cm3，Au+0.1226g/A?m的電化學(xué)當(dāng)量。

3.錫，元素符號(hào)Sn，原子量118.69。

4.銀，元素符號(hào)Ag，原子量107.88。

5.鈀，元素符號(hào)Pd，原子量106.4。

三、電鍍概述：

1.鎳：用于印制電路板的鍍鎳層分為半光亮鎳（又稱低應(yīng)力鎳或啞鎳）和光亮鎳。 主要用作鍍金或塞金的底層，也可根據(jù)需要用作表層。 根據(jù)IPC-6012（1996）標(biāo)準(zhǔn)，鍍層厚度應(yīng)不小于2~2.5μm。鎳鍍層均勻細(xì)密，氣孔率低，延展性好，低應(yīng)力鎳鍍層適用于釬焊 或壓焊。

2.金：用于PCB生產(chǎn)的鍍金層分為兩類； 板上鍍金，插頭鍍金。

(1)板面鍍金：板面鍍金層為柱狀結(jié)構(gòu)的24K純金，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和可焊性。 電鍍厚度0.01~0.05 μ m。

板上的鍍金層以低應(yīng)力鎳或光亮鎳為底層。 鍍鎳層厚度為3-51xm。 鍍鎳層作為金和銅之間的阻擋層，可以阻止金和銅之間的相互擴(kuò)散，防止銅滲入金表面。 鎳層的存在相當(dāng)于提高了鍍金層的硬度。

電路板上的鍍金層不僅是堿蝕的保護(hù)層，也是IC鋁線鍵合和按鍵式印制電路板的最終表面涂層。

(2)插頭鍍金：插頭鍍金又稱鍍硬金，俗稱“金手指”。 它是一種含有Co、Ni、Fe、Sb等合金元素的合金鍍層，其硬度和耐磨性均高于純金鍍層。 硬金涂層具有層狀結(jié)構(gòu)。 用于印制電路板的插頭鍍金層一般為0.5~1.5μm或更厚。 合金元素含量≤0.2%。 采用鍍金插頭，電接觸連接穩(wěn)定可靠； 要求涂層厚度、耐磨性和孔隙率。

硬金鍍層采用低應(yīng)力鎳作為阻擋層，防止金和銅之間的相互擴(kuò)散。 為提高硬金鍍層的附著力，降低孔隙率，保護(hù)鍍液，減少污染，在鎳層與硬金之間鍍一層0.02~0.05p，m的純金層 層。

(3)錫：在PCB裸銅板上化學(xué)鍍錫也是近年來(lái)受到廣泛關(guān)注的一種可焊鍍層。

銅基體化學(xué)鍍錫本質(zhì)上是化學(xué)浸錫，是銅與鍍液中復(fù)雜的錫離子發(fā)生置換反應(yīng)生成錫鍍層。 當(dāng)銅表面完全被錫覆蓋時(shí)，反應(yīng)停止。

(4)銀：化學(xué)鍍銀涂層既可以焊接也可以“粘合”（壓焊），因此受到廣泛重視。 化學(xué)鍍銀的本質(zhì)也是浸銀。 銅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為0Cu+/Cu=0.51 V，銀的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為0Ag+/Ag=0.799 V。因此，銅可以置換溶液中的銀離子，在銅表面形成銀層：Ag ++Cu → Cu++Ag 為了控制反應(yīng)速率，溶液中的Ag+會(huì)以絡(luò)離子的形式存在。 當(dāng)銅表面被完全覆蓋或溶液中的銅達(dá)到一定濃度時(shí)，反應(yīng)結(jié)束。

(5)鈀：化學(xué)鍍Pd是PCB上理想的銅和鎳保護(hù)層，可以焊接和“粘合”。 可直接鍍?cè)阢~上，由于Pd具有自催化能力，鍍層可以又長(zhǎng)又厚。 其厚度可達(dá)0.08~0.2μm。 也可鍍上化學(xué)鍍鎳層。 Pd層具有較高的耐熱性、穩(wěn)定性并能承受多次熱沖擊。

在組裝焊接過(guò)程中，對(duì)于Ni/Au鍍層，當(dāng)金鍍層與熔化的焊料接觸時(shí)，金被熔化到焊料中形成AuSn4。 當(dāng)焊料的重量比達(dá)到3%時(shí)，焊料會(huì)變脆，影響焊點(diǎn)的可靠性。 但熔化的焊料不與Pd形成化合物，Pd浮在焊料表面，非常穩(wěn)定。

由于Pd的價(jià)格過(guò)于昂貴，在一定程度上限制了它的應(yīng)用。 隨著IC集成組裝技術(shù)的提高，化學(xué)鍍Pd將在芯片電極組裝（CSP）中發(fā)揮更有效的作用。 PCB廠家、PCB設(shè)計(jì)師、PCBA廠家為您講解必須掌握的PCB表面電鍍（涂層）工藝。