PCB 表面處理——印刷電路板 (PCB) 最重要的方面之一 是表面處理。PCB 上的涂飾決定了它的功效和壽命。但是有很多選擇，您如何確定理想的選擇？請(qǐng)仔細(xì)閱讀，找出答案。

1.什么是PCB表面處理？

PCB 表面處理是裸露印刷電路板和組件之間的涂層。PCB 有銅飾面，如果不加保護(hù)，很容易氧化和變質(zhì)。為此，有必要為兩個(gè)關(guān)鍵目的應(yīng)用精加工： 

? 保護(hù)銅表面和電路

? 在組裝過(guò)程中準(zhǔn)備焊接相關(guān)組件的表面 

下面我們就來(lái)看看具體的表面處理以及它們之間的區(qū)別。
 

2. PCB 表面處理的 7 種類型及比較

PCB表面處理有七種類型，每種都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：

? 熱風(fēng)焊料整平 (HASL)

HASL 是最常見的表面處理。它也是最實(shí)惠的。應(yīng)用過(guò)程包括將PCB浸入熔融焊料溶液中，然后使用熱風(fēng)刀吹掉殘留物。熔融焊料的溶液由鉛和錫合金制成。 

優(yōu)點(diǎn)

HASL表面精加工的最大優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)。其他優(yōu)勢(shì)包括：

• 它允許更大的處理窗口

• 適用于多種PCB

• 提供出色的可焊性

缺點(diǎn) 

如前所述，這種表面處理包括將電路板浸入由鉛和錫組成的熔融焊料溶液中。這使得它不適合要求符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)的電路板。這個(gè)缺點(diǎn)與其他缺點(diǎn)有關(guān)，包括：

• 大號(hào)墊和小號(hào)墊的厚度有區(qū)別

• 不適用于HDI產(chǎn)品 

• 它會(huì)導(dǎo)致細(xì)間距橋接 

• 不適用于直徑小于20mil的BGA和SMD

• 無(wú)鉛噴焊

無(wú)鉛 HASL 是當(dāng)今 PCB 上最流行的表面處理。它是通過(guò)將 PCB 浸入鉛或錫的熔融合金中來(lái)施加的，以確保覆蓋整個(gè)表面。然后使用氣刀吹掉殘留物以獲得均勻的涂層。 

優(yōu)點(diǎn)

無(wú)鉛 HASL 的最大優(yōu)勢(shì)之一是它通過(guò)將 PCB 暴露在大約 2650C 的溫度下暴露了潛在的分層問(wèn)題。其他優(yōu)勢(shì)包括：

• 廣泛可用

• 它是環(huán)保的

• 確保耐用性 

• 它是可重用的

• 價(jià)格實(shí)惠 

缺點(diǎn) 

• 可能會(huì)產(chǎn)生熱沖擊 

• 可能會(huì)導(dǎo)致表面不平整

• 不適合精細(xì)投球 

• 它可能會(huì)橋接焊料 

• 它減少了 PTH（插入的通孔）

• 浸錫 (ISN)

浸錫是細(xì)間距產(chǎn)品、平面、背板和壓配合產(chǎn)品的理想表面處理。通過(guò)與 PCB 的銅表面引發(fā)化學(xué)置換反應(yīng)來(lái)施加 ISN。

優(yōu)點(diǎn)

浸錫具有廣泛的優(yōu)勢(shì)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其缺點(diǎn)。它們包括：

• 創(chuàng)造一個(gè)平坦的表面，不像無(wú)鉛 HASL

• 它可以重新加工 

• 它可以代替回流焊錫 

• 高度可靠

• 它是各種 PCB 的理想選擇

缺點(diǎn)

錫和銅具有很強(qiáng)的親和力。這意味著這些金屬中的一種擴(kuò)散到另一種中是不可避免的。與大多數(shù)其他 PCB 表面處理相比，結(jié)果是更短的保質(zhì)期。它還可能限制 PCB 的性能。這是它最大的缺點(diǎn)。其他缺點(diǎn)包括：

• 不適合 PTH 

• 可以返工，但由于其保質(zhì)期短而限制程度

• 它導(dǎo)致錫晶須

• 會(huì)損壞阻焊層 

• 難以處理，并可能導(dǎo)致廣泛的損害

• 它可能對(duì)操作人員不健康，因?yàn)樗幸环N叫做梭羅的致癌物質(zhì)

浸錫成本

? 沉銀 (IAG)

自 WEEE 和 RoHS 指令通過(guò)以來(lái)，浸銀就廣受歡迎。出于多種原因，它被認(rèn)為是 ENIG 的良好替代品，其中最主要的原因是它是細(xì)間距的理想選擇。浸銀主要用于鋁線鍵合、薄膜開關(guān)和EMI屏蔽。 

優(yōu)點(diǎn) 

沉銀的主要優(yōu)點(diǎn)之一是它含有 OSP，有利于防止變色。然而，這也使得PCB 必須在應(yīng)用后立即進(jìn)行封裝，因?yàn)?OSP 不僅對(duì)電路板上的污染物敏感，而且對(duì)空氣中的污染物也很敏感。浸銀的優(yōu)點(diǎn)包括：
符合 RoHS 指令和要求

• 適用于細(xì)間距 

• 中等保質(zhì)期約12個(gè)月

• 與其他表面處理相比高度穩(wěn)定

• 非常適合平面

• 它負(fù)擔(dān)得起且具有成本效益

缺點(diǎn) 

如前所述，OSP的存在使得沉銀容易失去光澤，這是其最大的缺點(diǎn)。其他缺點(diǎn)包括：

• 可能會(huì)導(dǎo)致銀須晶須

• 它不適合兼容引腳交互，因?yàn)樗哂泻芨叩姆謹(jǐn)?shù)系數(shù)

• 它的一些系統(tǒng)不能投入 1:1 的微通孔縱橫比

• 化學(xué)鍍鎳浸金 (ENIG)
   

化學(xué)鍍鎳浸漬法克服了與其他表面處理相關(guān)的許多主要缺點(diǎn)，因此在 PCB 行業(yè)中迅速流行起來(lái)。ENIG 的申請(qǐng)流程分為兩部分。首先，涂上一層鎳，既可以作為銅的阻擋層，也可以作為適合焊接元件的表面。然后再涂一層金，以在電路板存放期間保護(hù)鎳層。 

優(yōu)點(diǎn)

ENIG 的最大優(yōu)勢(shì)是非常適合新一代和即將到來(lái)的復(fù)雜表面組件，包括倒裝芯片和 BGA；其他表面處理的缺點(diǎn)限制了它們?cè)谶@些新板中的應(yīng)用。其他優(yōu)勢(shì)包括：

• 非常適合平面，因?yàn)殒嚭徒饘颖《鶆?/span>

• 它不含鉛

• 非常適合 PTH

• 它有很長(zhǎng)的保質(zhì)期

缺點(diǎn)

盡管 ENIG 的保質(zhì)期很長(zhǎng)，但它也與“黑墊綜合癥”有關(guān)，這是一個(gè)常見的問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致鎳層和金層之間的磷積聚，從而導(dǎo)致斷裂和電路板連接故障. 唯一的另一個(gè)主要缺點(diǎn)是它不適合返工。

? 鎳鈀 (ENEPIG)

鎳鈀 (ENEPIG) PCB 表面處理是 ENIG 的升級(jí)版。在 ENIG 中，浸金已被證明會(huì)破壞鎳層。ENEPIG在金和鎳層之間引入了一層鍍鈀。

優(yōu)點(diǎn)

ENEPIG 被稱為“通用飾面”，因?yàn)樗m用于范圍廣泛的電路板，包括具有多種表面封裝的現(xiàn)代、高度先進(jìn)的電路板。它具有一系列優(yōu)勢(shì)，包括：

• 它使表面平坦。

• 易于加工

• 它對(duì)皮膚沒(méi)有毒性作用。 

• 它不含鉛。

• 多次回流循環(huán)的理想選擇

• 它與 Sn-Ag-Cu 焊料高度兼容。

• 它的保質(zhì)期很長(zhǎng)。

缺點(diǎn) 

• 經(jīng)常導(dǎo)致黑墊的發(fā)生

• 它降低了焊點(diǎn)的可靠性

• 鈀層太厚，無(wú)法支持可焊性性能

• 與其他表面處理相比，潤(rùn)濕時(shí)間更長(zhǎng)

• 受電鍍條件影響

• 與大多數(shù)其他表面處理
    OSP（有機(jī)可焊性防腐劑）相比，它是昂貴的

OSP 是一種有機(jī)的水性表面處理劑。它在與銅的結(jié)合方面具有選擇性，并且還使 PCB 可焊接。 

優(yōu)點(diǎn)

OSP 表面處理以其環(huán)保性而著稱，因?yàn)樗怯袡C(jī)的和水基的。它還使其易于應(yīng)用，與其他表面處理相比，該過(guò)程相當(dāng)短和簡(jiǎn)單。它的優(yōu)點(diǎn)包括：

• 提供均勻、共面的表面

• 需要低設(shè)備維護(hù)

• 它不含鉛

• 它是可修復(fù)的 

缺點(diǎn)

OSP 是有機(jī)的和水基的，這一事實(shí)使其非常敏感，因此在處理時(shí)容易受到損壞。它與其他幾個(gè)缺點(diǎn)有關(guān)：

? 保質(zhì)期短

? 對(duì) PTH 不利

如何選擇PCB表面處理

這些類型的 PCB 表面處理的差異使它們適合和不適合某些用途。為此，任何希望應(yīng)用理想表面光潔度的人都應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：

? 焊盤平整度

如前所述，某些類型的表面處理會(huì)導(dǎo)致表面不平整，這可能會(huì)影響性能、可焊性和其他因素。如果平整度是一個(gè)重要因素，請(qǐng)考慮具有薄而均勻的層的表面處理。在這種情況下，合適的選項(xiàng)包括 ENIG、ENEPIG 和 OSP。

? 可焊性和潤(rùn)濕性 

使用 PCB 時(shí)，可焊性始終是一個(gè)關(guān)鍵因素。某些表面處理如 OSP 和 ENEPIG 已被證明會(huì)阻礙可焊性，而其他如 HASL 則是理想的。

? 金線或鋁線鍵合

如果您的 PCB 需要金線或鋁線鍵合，那么您的選擇可能僅限于 ENIG 和 ENEPIG。

? 儲(chǔ)藏條件 

如前所述，一些表面處理（例如 OSP）使PCB 在處理時(shí)易碎，而其他表面處理則提高了耐用性。在考慮存儲(chǔ)和處理要求時(shí)，應(yīng)事先考慮。只有在滿足無(wú)風(fēng)險(xiǎn)存儲(chǔ)和處理要求時(shí)，才應(yīng)使用使 PCB 變得精致的表面處理。 

? 焊接周期 

PCB 需要焊接和返工多少次？如圖所示，許多表面處理非常適合返工。然而，諸如浸錫之類的其他材料并不適合返工。 

? RoHS 合規(guī)性 

在確定要使用的表面光潔度時(shí)，RoHS 合規(guī)性至關(guān)重要。通常，所有使用鉛的表面處理都不適合 RoHS 合規(guī)性，應(yīng)避免使用。

結(jié)論

如上所述，每種類型的表面處理都有獨(dú)特的元素，使其與其他表面區(qū)別開來(lái)。這些元素使這些飾面既適合某些應(yīng)用又不適合某些應(yīng)用，理想的選擇最終取決于 PCB 的構(gòu)成。 

在潤(rùn)澤五洲PCB，我們?cè)?PCB 板和表面處理方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。我們很樂(lè)意幫助您為您的 PCBA 提供理想的表面處理。聯(lián)系以了解有關(guān)不同類型 PCB 表面的更多信息！