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(pán)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(pán)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(pán)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(pán)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(pán)側(cè)壁均為鎳金包裹，切片示意圖如下圖4。

圖2 閃金+印制插頭硬金樣品外觀照片及測(cè)試位置

圖3 圖電金+印制插頭鍍硬金樣品印制插頭截面照片

圖4 客戶要求的產(chǎn)品狀態(tài)截面照片

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。

圖5 IPC-A-600H-2010 印制板的可接受性標(biāo)準(zhǔn)對(duì)凸沿金屬可接受性標(biāo)準(zhǔn)

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(pán)側(cè)面包金，焊盤(pán)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(pán)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，設(shè)計(jì)資料見(jiàn)下圖6；

圖6 鍍金引線添加后頂?shù)讓泳€路的GERBER資料

（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)品圖片如下圖8；

圖7 印制插頭濕膜打底+干膜保護(hù)圖片

圖8 鍍金退膜后無(wú)滲鍍產(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(pán)、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，如圖11、12。

圖9 蝕刻引線前厚干膜保護(hù)圖片

圖10 蝕刻引線退膜后圖片

圖11 方形焊盤(pán)角位引線殘留圖片

圖12 過(guò)孔焊環(huán)位蝕刻引線殘留圖片

（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

表1 實(shí)際產(chǎn)品印制插頭平均金厚度數(shù)據(jù)

（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(pán)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）ml/80cm2·h，金手指與焊盤(pán)及側(cè)面均具有良好的耐腐蝕性能, 測(cè)試圖片見(jiàn)下圖16。

圖13 成品頂?shù)讓油庥^圖片

圖14 可焊性測(cè)試圖片

圖15 印制插頭位側(cè)面包金圖片

圖16 印制插頭位鹽霧測(cè)試正常圖片

3.2 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。