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技术分享:印制插头侧面包镍金加工工艺研究

导读: 本文从工艺流程、性能方面对比评估,找出侧面包金的镀硬金印制插头+化学镍金表面处理的加工工艺的解决方案,实现了印制插头与焊盘位置包金要求工艺产品的批量生产。

1、前言

随着通讯领域的发展,光模块产品的使用环境越来越复杂,采用传统闪金+印制插头硬金加工的PCB因为印制插头与焊盘侧面为蚀刻后残留的铜面,不能通过客户的较为严格的盐雾测试,因此客户提出了侧面包裹镍金(简称包金)的镀硬金印制插头+化学镍金表面处理的加工工艺需求。

针对光电产品印制插头侧壁包金的要求,本文从工艺流程、性能方面对比评估,找出侧面包金的镀硬金印制插头+化学镍金表面处理的加工工艺的解决方案,实现了印制插头与焊盘位置包金要求工艺产品的批量生产。

2、传统生产工艺制作带印制插头板的局限性

以常见的闪金+印制插头镀硬金光模块产品为例,探索和分析传统印制插头镀硬金产品的局限性,传统工艺主要流程如下图1 。

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图1 传统工艺流程图

2.1 传统加工工艺局限性

传统工艺采用无引线的加工工艺,主要有三方面缺点。

2.1.1 表面处理完成后进行碱性蚀刻作业,蚀刻时依靠镍金进行保护,蚀刻后的印制插头侧壁与焊盘侧壁均会有露铜现象,由于侧蚀因素的存在同时产生镍金凸沿金属,印制插头与焊盘侧壁因为有铜露出不能通过客户的盐雾测试的要求,示意图如下图2,切片如图3,客户要求的产品状态为印制插头与焊盘侧壁均为镍金包裹,切片示意图如下图4。

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图2 闪金+印制插头硬金样品外观照片及测试位置

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图3 图电金+印制插头镀硬金样品印制插头截面照片

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图4 客户要求的产品状态截面照片

2.1.2 表面处理加工完成后在完成的镍金层上面制作阻焊,金面无法进行粗化,阻焊直接与金面结合,结合力较差,表面处理在阻焊前,显影后的铜面容易清洁度不够会产生可焊性问题;

2.1.3 闪金+印制插头镀硬金工艺加工的产品IPC接受侧蚀形成的凸沿金属,标准见下图5,但在PCB加工过程中有镍薄或侧蚀量偏大时,金手指与卡槽位插拔接触后有掉金丝导致短路的隐患。

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图5 IPC-A-600H-2010 印制板的可接受性标准对凸沿金属可接受性标准

3、新工艺加工方法

3.1 工艺流程设计需要解决的问题

要实现印制插头位置阻焊后暴露出的印制插头与焊盘侧面包金,焊盘位置采用侧壁化学镍金工艺,印制插头位采用闪金+镀硬金工艺,实施方法与评估结果如下:

(1)镀金引线添加:印制插头镀硬金引线需要设计在印制插头以外的区域,同时引线的添加不能够影响到与印制插头连接的阻抗线与其他区域的阻抗线路的精度要求,影响信号的传输,所以引线选择添加在方形焊盘的角位、阻焊覆盖过孔的焊环位,采用两侧引线的方式提高电镀镍金均匀性,设计资料见下图6;

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图6 镀金引线添加后顶底层线路的GERBER资料

(2)镀金渗镀预防:电镀硬金对干膜攻击强,需要解决线路上的干膜附着力不良造成的渗镀问题,所以采用了湿膜打底+干膜后一次性曝光的工艺,如下图7,利用湿膜的结合力好与干膜的良好封孔性能,同时曝光可预防对位不良导致的渗镀问题,未渗镀的产品图片如下图8;

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图7 印制插头湿膜打底+干膜保护图片

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图8 镀金退膜后无渗镀产品图片

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