大家好,我是老張,一個(gè)做了10年PCB設(shè)計(jì)的硬件工程師。今天咱們聊一個(gè)很實(shí)際的問(wèn)題——為什么沉金板在SMT貼片時(shí)表現(xiàn)更好?
你可能知道,沉金板比噴錫貴不少,但很多高端產(chǎn)品(比如手機(jī)主板、服務(wù)器、汽車電子)還是堅(jiān)持用它。難道只是為了看起來(lái)“高端”?當(dāng)然不是!
1. 可焊性:沉金讓焊接更“絲滑”
(1)金層防氧化,焊點(diǎn)更可靠
噴錫板的錫層在空氣中會(huì)逐漸氧化,時(shí)間長(zhǎng)了可焊性下降,SMT時(shí)容易虛焊。
沉金板的金層是惰性的,存放1-2年還能焊得穩(wěn)穩(wěn)的,特別適合軍工、醫(yī)療等長(zhǎng)周期產(chǎn)品。
(2)潤(rùn)濕性更好,減少虛焊
金層和焊錫的親和性極佳,熔融焊錫能快速鋪展,形成均勻的焊點(diǎn)。
對(duì)比噴錫板,沉金的焊接良率通常高3%-5%,這對(duì)BGA、01005小元件尤其重要。
小知識(shí):金層其實(shí)在焊接時(shí)會(huì)溶解到焊錫里,真正起作用的是下面的鎳層。但金的存在能確保鎳層不被氧化,所以焊接依然穩(wěn)定。
2. 平整度:沉金讓高密度貼片成為可能
(1)噴錫的“錫瘤”問(wèn)題
噴錫工藝是通過(guò)熱風(fēng)整平把熔化的錫吹到焊盤上,但這樣會(huì)導(dǎo)致:
表面不平整,局部錫厚薄不均。
細(xì)間距元件難貼裝,0.4mm pitch以下的BGA容易橋連或虛焊。
(2)沉金是“強(qiáng)迫癥福音”
沉金是化學(xué)沉積工藝,表面平整度誤差<1μm,幾乎像鏡面一樣光滑。這樣的好處:
適合超細(xì)間距元件。
錫膏印刷更均勻,減少少錫、短路等缺陷。
3. 工藝穩(wěn)定性:沉金讓SMT更省心
(1)噴錫的溫度挑戰(zhàn)
噴錫板經(jīng)歷高溫(250℃+)熔錫過(guò)程,可能導(dǎo)致板材變形或內(nèi)層銅箔分離(特別是HDI板)。
沉金是常溫化學(xué)工藝,對(duì)PCB基材0熱損傷,更適合多層板、高頻板。
(2)兼容多種焊接方式
回流焊:沉金板對(duì)溫度曲線不敏感,不像OSP容易因高溫失效。
波峰焊:鎳層能有效阻擋銅擴(kuò)散,避免焊點(diǎn)脆化。
手工焊:金層抗氧化,即使多次焊接也不易出現(xiàn)焊盤發(fā)黑。
4. 沉金板的唯一缺點(diǎn):貴!
當(dāng)然,沉金不是完美的,它的最大問(wèn)題是成本高(比噴錫貴30%-50%)。所以工程師得權(quán)衡:
高端產(chǎn)品:優(yōu)先沉金,可靠性值得多花錢。
消費(fèi)級(jí)低端產(chǎn)品:用噴錫或OSP更劃算,畢竟“又不是不能用”(笑)。
5. 行業(yè)趨勢(shì):沉金會(huì)被取代嗎?
目前來(lái)看,沉金仍是SMT的最佳搭檔之一,但一些新工藝也在冒頭:
ENEPIG:比沉金更耐腐蝕,但成本更高,主要用在航天、軍工。
沉銀:成本低、可焊性好,但容易硫化發(fā)黑,存儲(chǔ)期短。
個(gè)人預(yù)測(cè):未來(lái)5年,沉金仍是高密度SMT的主流選擇,但中低端市場(chǎng)可能會(huì)被OSP+或沉銀蠶食一部分。