【IPC-7095C】_BGA设计与组装工艺的实施_（IPC标准）.pdf - 第59页
IPC-4553 浸银镀 层规范 ， 是 一份有 价值 的参 考 文 件 。 浸银 处理 可与 SMT 、 BGA 以 及 通 孔元器 件 兼容 ， 但 并不 适 用于引线键合 。 浸银 表面 处 理 可与大部 分阻焊膜 兼容 。 如果 贮存 适当 的 话 ， 浸银 处理 的 印制 电路 板 的 保存 期 限为 6 至 9 个月， 其平整 表面可 减少 模板印 刷 和 元器件共 面 问题 。 在 焊 接 过 程中， 银熔 于焊 料并成为…
5.3.3.3 化学镍/钯/浸⾦（EEPIG）除了在镍
层之后而在最后金层之前使用了钯金属层沉积
之外，化学镀镍/化学镀钯/浸金工艺与EIG类
似。钯金属层远比金硬，为表面处理的金属线
键合提供了额外的强度并对防止位于底部的镍
遭到氧化。EEPIG结构如图5-9所示。EEPIG
并非所有印制电路板制造商都能提供，在PCBA
装配厂家中使用也并不广泛。
这种表面处理可与SMT
、BGA和通孔元器件兼
容且可进行金属线键合。镍/金表面处理通常在
不影响可焊性的情况下可承受4至5个热循环。
使用EEPIG镀层的印制电路板的保存期限为12
个月，其平整表面可减少模板印刷和元器件共
面问题。镍/钯/金电镀工艺的高温和低pH值会
与某些阻焊膜不兼容。
EEPIG最适合于无铅焊接。研究已表明EEPIG
用锡铅连接时，并不能产生非常高的可靠性焊
点。钯本身无法与铅形成合金。非合金化的铅
会破坏IMC的形成。当钯加入i3Sn4层后，它
会聚集成明显的区域（远离铅），而形成不均匀
的IMC层。IMC层的过度增长和不均匀分布使得
EEPIG在与锡铅焊料一起使用时的可靠性会下
降。
5.3.3.4 直接浸⾦（DIG）直接浸金是一种通过
化学电镀工艺直接在铜表面进行金沉积的表面
处理工艺。该工艺的图
解如图5-10所示。在铜表
面直接金沉积可以形成很好的覆盖。金沉积的主
要化学反应为自动催化反应而非置换反应。当
金膜厚度在30至80nm的范围之内时，具有良好的
可焊性；然而，底部粗糙的铜层会影响焊料的润
湿。良 好的引线键合特性也来自于中性PH、自
催化型高浓度化学镀金液在薄金上部的电
镀沉
积。DIG在印制电路板供应商中没有广泛普及，
在PCBA装配厂商中也没有广泛运用。
DIG通常在不影响焊接性能的情况下可以承受3
至4个热循环，与阻焊膜也可兼容。DIG镀层的
印制电路板的保存期限为9至12个月，其平整表
面可以减少模板印刷和元器件共面问题。DIG可
能是最适合应用在锡/铅焊接（它未广泛使用的
一个原因
）。无铅焊料的效果（在可焊性和润湿
性方面）通常没有锡铅焊料好。
5.3.3.5 浸银 浸银表面处理是在印制电路板的
外露金属（铜）表层通过选择性置换铜原子和
银原子而实现的。有机物质的沉积作为此工艺
的一部分，它可以减少纯银表面预期的氧化。
图5-8 ⾦脆
金/铜/锡金属
间化合物
微蚀和清洁后的铜面
化学镀镍5um(200微英寸)
化学镀钯0.06um(2.4微英寸)
浸金0.03um(1.2微英寸)
IPC-7095c-5-9-cn
图5-9 化学镍/化学钯/浸⾦的图形描述
微蚀和清洁后的铜面
浸金0.06um(2微英寸)
IPC-7095c-5-10-cn
图5-10直接浸⾦的图形描述
IPC-7095C-C 2013年1月
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IPC-4553浸银镀层规范，是一份有价值的参考
文件。浸银处理可与SMT、BGA以及通孔元器
件兼容，但并不适用于引线键合。浸银表面处
理 可与大部分阻焊膜兼容。 如果贮存适当的
话，浸银处理的印制电路板的保存期限为6至9
个月，其平整表面可减少模板印刷和元器件共
面问题。
在焊接过程中，银熔于焊料并成为焊点的一部
分，在最终焊点中几乎无法检测到。由于银在
焊 接 过 程中会熔化，焊 料会直接贴附于铜表
面。浸银表面处理在不影响可焊性的情况下通
常可以承受4至5个热循环。浸银与锡铅焊料和
无铅焊料均兼容。
浸银涂覆的PCBA当暴露于空气质量较差的环境
中，易于发生蠕变腐蚀失效，特别是当含硫气
体浓度高于正常水平时。当出现更贵金属时，
铜会与空气中的硫反应形成硫化铜，硫化铜可
溶于水；持续暴露于含硫和潮
湿的环境下，腐
蚀会蔓延到整个电路板中。蠕变腐蚀在所有表
面处理中都会出现，但是浸银比其它表面处理
方式更易与硫和湿气发生反应。最严重的蠕变
腐蚀通常发生在铜与阻焊膜的界面处。另一问
题是焊球和连接盘的界面处出现了微孔和气泡
孔（图5-11）。然而，这个问题好像可以通过最
新的浸银化学药水来缓解。
5.3.3.6 浸锡 浸锡工艺利用了铜表面与溶液中
的锡离子的置换反应，在印制电路板的铜表面
上还原出一层镀锡层。有机物质的沉积为此工
艺的一部分，它减少了纯锡表面预期的氧化。
浸锡可与SMT、BGA和通孔元器件兼容但并不
适用于金属线键合。此工艺的化学药水和工艺
可能与某些阻焊膜不相容。浸锡印制电路板的
保存期限为6个月。以前保存期限非常有限（小
于6个月），但近
年来有了较大的改善（见IPC-
4554）。锡融于焊料中并成为焊点的一部分，在
最终焊点中其几乎无法检测到。由于锡会在焊
接过程中融解，焊料可直接贴附在铜表面。浸
锡与锡铅焊料和无铅焊料均兼容，其平整表面
可减少模板印刷和元器件共面问题。尽管有人
担忧会有锡晶须形成，但只要对电镀过程合理
控制就可以避免这种情况发生。
浸锡处理通 常 在不影响可 焊性的情
况下仅能
承受3个热循环。由于在几个再流焊循环之后浸
锡会出现退化，在波峰焊接中的镀覆孔完整填
充可能会有难度，特别是使用免清洗助焊剂时。
在氮气氛围下进行再流焊接是一个限制退化的
好方法；这种方法可以减少在波峰焊接时由于
通孔填充问题所带来的风险。如有可能的话，
波峰焊时焊料槽上方处于氮气氛围也是一个好
方法。
5.4 阻焊膜 阻焊膜是
一种高分子聚合物涂覆
层，旨在覆盖不需要焊接的所有表面。与复合
层压材料不同，阻焊膜通常是均质材料。顾名
思义，阻焊膜是用来覆盖板上不需要焊接的表
面以防止导体间的桥接。由于无铅焊接工艺的
变化，对于阻焊膜性能的评估被赋予了全新的
含义。
过去，不是所有的电路板都要求阻焊膜，这是
因为导体和连接盘间隔距离相当大，过波峰焊
时不可能引起相邻导体间的桥接。但是随着导
线变细和
节距变小，使用阻焊膜几乎是电路板
在进行波峰焊接时所必须的。对于全部表面贴
装（SMT）而无需波峰焊的电路板来说，需要
塞住或盖住导通孔以为某些ICT测试机提供真空
环境。此外，施加阻焊膜将导通孔塞住或封住
可以让导通孔和邻近导体靠得更近。
5.4.1 湿膜和⼲膜阻焊膜 干膜阻焊膜已不再为
大部分印制电路板供应商所采用。另外由于存
在阻焊膜总体厚度问题
，不允许阻焊坝小于0.25
mm。因此，干膜阻焊膜并不适用于BGA和其它
密节距元器件。湿膜（网印的）仍然可以使用，
但是由于定位困难，湿膜也并不适用于BGA设
计。
图5-11 微空洞⽰例
2013年1月 IPC-7095C-C
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5.4.2 感光阻焊膜 感光阻焊膜可提供精确定
位，施加阻焊膜容易，能将电路板上的导线全
部覆盖，耐久性高且比干膜便宜。
感光阻焊膜既可网印也可用一种被称为帘幕式
淋涂的工艺施加。在此工艺中，印制电路板高
速穿过阻焊膜帘幕或瀑布。
感光阻焊膜与光敏聚合物液体一起可能含有溶
剂，如果溶剂加入到阻焊膜，可印刷液态的阻
焊膜。将溶剂在烘箱中烘干，之后以
非接触或
者接触的方式让阻焊膜暴露在紫外光线（UV）
下固化。（若未添加溶剂，液态阻焊膜100%会在
紫外线下反应）。非接触式方法需要平行光系统
以使液态膜中的衍射和散射最小，这使得此系
统十分昂贵。接触式方法不需要平行紫外线光
源，故系统价格相对便宜。
5.4.3 喷射式阻焊膜 已有一种可应用
在极密
节距元器件上的施加阻焊膜新技术。这种技术
使用数码喷墨打印机在印制电路板或其它基板
上印上阻焊膜层。这种阻焊膜材料可直接通过
数码数据和一组分辨率达到750DPI的喷墨打印
头喷涂于基板上。
与传统的四步工艺施加阻焊膜方式不同，这种
阻焊膜层仅需一步就可完成，此阻焊膜材料是
专门研发的可喷射式油墨，它是一种既可热固
化也可紫外固化的不可溶混合系统。
喷涂系统的一些优点是能在密节距连接盘之间
印刷狭窄隔离带以及能对阻焊膜厚度进行严格
控制。不足之处为终端用户必须对油墨做鉴定
而且目前仅有绿色的油墨可供使用。
5.4.4 阻焊膜涂覆时印制板对拼 板 胶 ⽚的对
位 任何表面贴装应用中，拼板单板间的对位
尤为关键。尤其当板子以联板形式制作以便于
组装工艺和产量提高时，板间对位尤为重要。
印制板厂商很自然会以 联 板 的 形式制作印制
板，而组装厂组装时
也想利用多板排列形式的
优点。
任何拼板中单板的定位和方向通常由印制板制
造商自由决定。制造商会优化拼板材料利用率
和按照使用材料可达成的公差条件来制造特定
的电路板。众所周知的是，有机材料易于发生
形变（例：膨胀和／或收缩）；因此，基于对材
料的知识和尺寸形变的预测，电路板制造商通
常会调整电路和阻焊膜底片以弥补材料拉伸或
收缩所带来的
误差，这种调整取决于电路、电
路板尺寸和所选阻焊膜材料的性质。
了解组装厂商通常会基于“分步重复”的工艺
来制造模板是重要的。“分步重复”是将某单板
上的要素重复匹配安排到拼板的其它单板中。
确认制造商所提供的 布线图能否精确 地提供
BGA上的连接盘图形与同拼板上的全部子板的
连接盘图形的关系是是至关重要的。组装阵列
的布置不一致会导致组装板焊膏印
刷时出现错
印。
5.4.5 导通孔保护
5.4.5.1 侵⼊孔 侵入孔的概念是允许阻焊膜上
连接盘但未对镀覆通孔进行填充。侵入孔在原
始的阻焊膜开窗大小的基础上调整使其略大于
导通孔大小。
此概念容许镀覆通孔的排气和清洁，提供了更
多的覆盖表面并增加了阻焊膜和铜环连接盘间
的附着力。它也可在连接盘和导通孔间提供更
大的网格
使得在返工拆除BGA时阻焊膜脱落最
小。
5.4.5.2 导通孔掩蔽、堵塞和填塞 导通孔掩蔽、
堵塞和填塞（导电或非导电）是用阻焊膜覆盖
或填充导通孔的技术。这些工艺有几个不同的
目的。导通孔掩蔽、堵塞或填塞通常用于再流
焊和波峰焊的印制板。在某些特定场合也推荐
使用导通孔掩蔽、堵塞或填塞，如板子上BGA
下面有外露的导通孔要过波峰焊时。这种担忧
基于这样的事实，当位
于主元件面的BGA的板子
经过波峰焊时，大量的热可通过导通孔传递，
这种热量是很显著的，因为BGA底部有非常高
的导通孔密度。BGA焊点可能会在波峰焊接时
出现再回流，在没有助焊剂的情况下焊点再回
流会产生冷焊或开路状况。
通孔 灌 淹 或遮蔽操作可以 在表面处理之后进
行。对于OSP和IMAg（浸银）表面处理，导通
孔遮蔽会在表面处理后进行，因为用于清
洗铜
表面的化学物质会被截留在导通孔盖周围。这
些残留的化学物质可能会破坏导通孔壁，导致
导通孔开路。然而，在表面处理之后遮蔽导通
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