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印制插頭側(cè)面包鎳金加工工藝研究
摘要：隨著通訊領(lǐng)域的發(fā)展，光模塊產(chǎn)品的使用環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，采用傳統(tǒng)閃金+印制插頭硬金加工的PCB，因?yàn)橛≈撇孱^側(cè)面為蝕刻后殘留的銅面，焊盤側(cè)壁位置不能通過(guò)客戶的較為嚴(yán)格的鹽霧測(cè)試要求，同時(shí)存在金面容易掉油墨問(wèn)題，因此客戶提出了印制插頭產(chǎn)品側(cè)面包裹鎳金（簡(jiǎn)稱包金）的加工工藝需求。本文從工藝流程、性能方面對(duì)比評(píng)估，找出側(cè)面包金的印制插頭硬金+化學(xué)鎳金表面處理的加工工藝的解決方案。
關(guān)鍵詞：側(cè)面包金；印制插頭；化學(xué)鎳金
Abstract： With the development of communication, the working conditions of optical communication module has become increasingly complex, using the conventional flash gold and hard gold plating processing will fail to meet the customer' s harsh requirement of salt spray test, because the side face of printed-circuit connector will remain copper layer after etching process. Therefore, the customer requires the technology of printed-circuit connector covered with nickel and gold surface treatment. In this thesis, we will find out such a solution by analyzing the technological process and performance.
Keywords：Nickel /Gold Plating on Side Face；Printed-circuit Connector；Electroless Nickel Immersion Gold
1．前言
隨著通訊領(lǐng)域的發(fā)展，光模塊產(chǎn)品的使用環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，采用傳統(tǒng)閃金+印制插頭硬金加工的PCB因?yàn)橛≈撇孱^與焊盤側(cè)面為蝕刻后殘留的銅面，不能通過(guò)客戶的較為嚴(yán)格的鹽霧測(cè)試，因此客戶提出了側(cè)面包裹鎳金（簡(jiǎn)稱包金）的鍍硬金印制插頭+化學(xué)鎳金表面處理的加工工藝需求。
針對(duì)光電產(chǎn)品印制插頭側(cè)壁包金的要求，本文從工藝流程、性能方面對(duì)比評(píng)估，找出側(cè)面包金的鍍硬金印制插頭+化學(xué)鎳金表面處理的加工工藝的解決方案，實(shí)現(xiàn)了印制插頭與焊盤位置包金要求工藝產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。
2．傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝制作帶印制插頭板的局限性：
以常見(jiàn)的閃金+印制插頭鍍硬金光模塊產(chǎn)品為例，探索和分析傳統(tǒng)印制插頭鍍硬金產(chǎn)品的局限性，傳統(tǒng)工藝主要流程如下圖1：
圖1 傳統(tǒng)工藝流程圖
2.1傳統(tǒng)加工工藝局限性：
傳統(tǒng)工藝采用無(wú)引線的加工工藝，主要有三方面缺點(diǎn)：
2.1.1 表面處理完成后進(jìn)行堿性蝕刻作業(yè)，蝕刻時(shí)依靠鎳金進(jìn)行保護(hù)，蝕刻后的印制插頭側(cè)壁與焊盤側(cè)壁均會(huì)有露銅現(xiàn)象，由于側(cè)蝕因素的存在同時(shí)產(chǎn)生鎳金凸沿金屬，印制插頭與焊盤側(cè)壁因?yàn)橛秀~露出不能通過(guò)客戶的鹽霧測(cè)試的要求，示意圖如下圖2，切片如圖3，客戶要求的產(chǎn)品狀態(tài)為印制插頭與焊盤側(cè)壁均為鎳金包裹，切片示意圖如下圖4。
2.1.2 表面處理加工完成后在完成的鎳金層上面制作阻焊，金面無(wú)法進(jìn)行粗化，阻焊直接與金面結(jié)合，結(jié)合力較差，表面處理在阻焊前，顯影后的銅面容易清潔度不夠會(huì)產(chǎn)生可焊性問(wèn)題；
2.1.3 閃金+印制插頭鍍硬金工藝加工的產(chǎn)品IPC接受側(cè)蝕形成的凸沿金屬，標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下圖5，但在PCB加工過(guò)程中有鎳薄或側(cè)蝕量偏大時(shí)，金手指與卡槽位插拔接觸后有掉金絲導(dǎo)致短路的隱患。
3.新工藝加工方法
3.1 工藝流程設(shè)計(jì)需要解決的問(wèn)題：要實(shí)現(xiàn)印制插頭位置阻焊后暴露出的印制插頭與焊盤側(cè)面包金，焊盤位置采用側(cè)壁化學(xué)鎳金工藝，印制插頭位采用閃金+鍍硬金工藝，實(shí)施方法與評(píng)估結(jié)果如下：
（1）鍍金引線添加：印制插頭鍍硬金引線需要設(shè)計(jì)在印制插頭以外的區(qū)域，同時(shí)引線的添加不能夠影響到與印制插頭連接的阻抗線與其他區(qū)域的阻抗線路的精度要求，影響信號(hào)的傳輸，所以引線選擇添加在方形焊盤的角位、阻焊覆蓋過(guò)孔的焊環(huán)位，采用兩側(cè)引線的方式提高電鍍鎳金均勻性.
（2）鍍金滲鍍預(yù)防：電鍍硬金對(duì)干膜攻擊強(qiáng)，需要解決線路上的干膜附著力不良造成的滲鍍問(wèn)題，所以采用了濕膜打底+干膜后一次性曝光的工藝，如下圖7，利用濕膜的結(jié)合力好與干膜的良好封孔性能，同時(shí)曝光可預(yù)防對(duì)位不良導(dǎo)致的滲鍍問(wèn)題，未滲鍍的產(chǎn)品圖片
（3）蝕刻引線時(shí)保護(hù)工藝的選擇：為防止線路后蝕刻引線前貼膜不緊密，導(dǎo)致的金手指位置腐蝕，蝕刻引線時(shí)其他位置的保護(hù)選用2mil的厚干膜，圖形轉(zhuǎn)移后狀態(tài)見(jiàn)圖9；采用堿性蝕刻工藝，防止藥水對(duì)金面的攻擊導(dǎo)致的金面氧化，蝕刻后產(chǎn)品外觀符合要求，如圖10；方形焊盤、過(guò)孔焊環(huán)連接引線的位置引線殘留約3mil左右，不影響產(chǎn)品外觀及功能，
（4）成品印制插頭位置的頂?shù)讓痈魅×?0個(gè)unit產(chǎn)品測(cè)量印制插頭位置的金厚，每面10個(gè)印制插頭，要求金厚≥15u”，實(shí)際產(chǎn)品平均金厚度數(shù)據(jù)分析表見(jiàn)表1，單位：um
（5）產(chǎn)品按板內(nèi)拉鍍金引線，鍍金手指并蝕刻引線工藝后，成品功能與外觀符合客戶要求，見(jiàn)下圖13；可焊性測(cè)試后焊盤全部潤(rùn)濕，無(wú)綠油變色、起泡、甩油等缺陷, 外觀如圖14所示；插頭位置金相切片觀察，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了印制插頭位置的側(cè)面包金要求，見(jiàn)下圖15；同時(shí)產(chǎn)品可通過(guò)客戶的鹽霧測(cè)試要求，客戶耐腐蝕測(cè)試條件：50g/L NaCl溶液，測(cè)試溫度35℃，PH 6.5-7.2（25℃），樣品垂直方向角度15 o，鹽霧沉降率（1.0-2.0）m
3.3小結(jié)：
通過(guò)傳統(tǒng)工藝的分析找出其加工印制插頭板的生產(chǎn)局限性，經(jīng)驗(yàn)證使用新工藝加工方法可以有效解決傳統(tǒng)工藝的加工局限性，新工藝流程如下圖17示：
圖片12.png
圖17 新工藝流程圖
通過(guò)工藝流程優(yōu)化，成功的實(shí)現(xiàn)了印制插頭側(cè)面包金板的加工制作，經(jīng)驗(yàn)證，新工藝能保證產(chǎn)品靠性，實(shí)現(xiàn)了側(cè)面包金的印制插頭鍍硬金+化學(xué)鎳金表面處理工藝的批量加工，滿足客戶對(duì)光電產(chǎn)品的特殊要求。
4 結(jié)論
本文提供了一種側(cè)面包金的印制插頭鍍硬金+化學(xué)鎳金表面處理的加工方法，通過(guò)工藝改進(jìn)，有效解決了滲金、引線殘留等技術(shù)難題。通過(guò)前期的試驗(yàn)結(jié)果與批量測(cè)試，其品質(zhì)穩(wěn)定，工藝優(yōu)化取得了良好效果，完全能滿足客戶的鹽霧測(cè)試要求。
5 結(jié)束語(yǔ)
隨著產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的延伸，客戶對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)要求會(huì)越來(lái)越嚴(yán)，如何利用現(xiàn)有資源高效地改善品質(zhì)問(wèn)題，是業(yè)內(nèi)每位技術(shù)人員所面臨的課題。本文闡述的側(cè)面包金的印制插頭鍍硬金+化學(xué)鎳金表面處理工藝，通過(guò)優(yōu)化流程設(shè)計(jì)與加工方法，滿足了客戶品質(zhì)需求，在此基礎(chǔ)上可以根據(jù)客戶需求搭配延伸開(kāi)發(fā)出更多的新工藝。本文僅供同行借鑒和參考，不足之處請(qǐng)大家指正。