PCBA无铅镀层技术具有怎样的特性

常用PCBA无铅镀层技术的特性

欧盟WEEE与RoHS指令于2006年7月1日正式实施，直接对电子电子行业造成极大的冲击。欧盟WEEE与RoHS指令要求生产国、生产企业必须负责电气、电子产品的回收工作，同时亦对电气、电子产品中的有害物质提出禁用要求。

由于欧盟WEEE与RoHS指令的实施，市场上出现各种的PCBA无铅镀层材料和技术。而一般也各有各的强弱点。下图是各种常用技术在一些重要特性上的比较。读者可以从中了解到各种存在技术的特性和存在的原因。例如Ni/Au在保护性能方面有很好的性能，但却存在成本很高、库存寿命较低以及IMC影响可靠性的问题。OSP具有成本、加工温度低和工艺容易的优势，但质量的稳定性、库存寿命和对Flux的兼容性上却是用户所担心的。基本来说，没有一种技术是具备绝对优势的。如果从整体较平衡的角度来评估的话，ImAg似乎较具有优势。这就是近来ImAg被美国为主的用户所欢迎的原因。尤其是当其成本下降之后，已成为具有很大发展潜能的技术。

HASL热风整平：由于成本低和使用习惯而受欢迎，日本较看好这技术而有较多的研究投入。主要是在SAC以及SnCu合金上。但欧美不看好它的发展。主要基于其平整度问题、高温加工问题以及工艺对员工有健康风险等考虑。HASL能够提供和焊料合金完全匹配的材料，有很好的润湿性。但它会有IMC增长以及对PCB绿油不利等问题。所以发展情况不是很肯定，是否最终会被广泛接受，得看大多数用户对工艺和质量的敏感程度，OSP和ImAg的成本竞争状况，以及用户们是否能够舍弃这传统的工艺而定。

ImAg化学沉银：在常用技术中，ImAg相对是门较新的技术，而其被看好也是最近几年的事。ImAg在各方面都表现不错，是个表现“均衡”的技术。加上其加工技术上的改善，使成本得以下降，虽然仍高于HASL和OSP技术，但低于ImSn和Electroless Sn，尤其低于Ni/Au许多能够处理Ni/Au在键合以及接触点的应用上，使这技术被业界看好，有很大的发展潜能。

ImAg技术上的好处包括平整度高，导电性强，IMC（Ag3Sn）较其他镀层材料的IMC坚固，加工温度低（一般46度），润湿性好以及库存寿命长等等。

纯Sn技术：采用纯锡的最大好处是和一般含Sn量高的PCBA无铅焊料焊接后没有IMC的问题。但焊盘（铜）镀层加工后形成的SnCu层增长很快，造成库存寿命不长。在早期，纯锡镀层的质量很不稳定而曾经一度不受欢迎。近来在工艺上的改进（使用“白锡”和所谓的“FST”）使这门技术又开始被接受。有些供应商甚至认为它将成为PCBA无铅技术中PCB镀层技术的主流。不过这必须在Whisker，镀层加工后的IMC增长，以及锡瘟等顾虑得到较好的处理后才可能出现。

镀纯锡技术以所有三种常见工艺出现。即电镀、无电极电镀、以及浸镀技术。无电极电镀技术，由于Electroplated电镀纯锡技术中存在的金属须以及镀层厚度不均等问题而取代它。新的Electoplating电镀纯锡技术，有报告说通过电镀液配方造出较大多边形结晶颗粒结构以及采用‘白锡’，可以防止金属须的产生。加上其相对简单的工艺，使Electroplating技术又再抬头。ImSn由于成本低和工艺简单，在纯锡镀层中的应用已经广泛。ImSn在焊接工艺上被认为是表现最接近SnPb技术的（PCBA无铅技术中所有的材料工艺表现都不如传统的锡铅材料），但由于浸镀技术对厚度的控制能力不强，镀层厚度一般只有1.5um或以下。这使这门技术的库存寿命受到较大的威胁