标准PCB布局和设计服务-鑫景福

由于铜在空气中往往以氧化物的形式存在，严重影响PCB的可焊性和电气性能，因此需要对PCB进行表面处理。如果电路板表面未经处理，很容易产生虚焊问题，严重时焊盘和元器件无法焊接。 PCB表面处理是指在PCB上人为形成表面层的过程。表面处理的目的是保证PCB具有良好的可焊性或电气性能。印刷电路板的表面处理有很多种。

1. 热风焊料整平（称为 HASL）

它是在PCB表面涂上熔融的锡铅焊料，用加热的压缩空气压平（吹），形成一层既能抗铜氧化又能提供良好可焊性的涂层的工艺。在此过程中，需要掌握以下重要参数：焊接温度、风刀风温、风刀压力、浸焊时间、升降速度等。

Moiten Solder

热风整平现在广泛应用于SMT制程，PCB热风整平主要有以下三个要点：

PCB应浸入熔化的焊料中；

风刀在焊锡凝固前吹出液态焊锡；
风刀可以最大限度地减少铜表面焊料的弯月面，并防止焊料桥接。

喷锡的优点

存放时间比较长。
良好的焊盘润湿和铜覆盖。
广泛使用的无铅（符合 RoHS 标准）型号。
技术成熟。
低成本。
非常适合目视检查和电气测试。

喷锡的缺点

不适用于引线键合。
由于熔融焊料的自然弯月面，平面度差。
不适用于电容式触摸开关。
对于特别薄的面板，HASL 可能不适合。浴槽的高温可能会导致电路板翘曲。

2.OSP（有机保护膜）

OSP是有机可焊性防腐剂的缩写，又名预焊剂。简而言之，OSP 是喷涂在铜焊盘表面，以提供由有机化学品制成的保护膜。这层薄膜必须具有抗氧化、抗热震、抗潮等特性，以保护铜表面在正常环境下不生锈（氧化或硫化等）。然而，在随后的高温焊接中，这层保护膜必须很容易被助焊剂迅速去除，这样裸露的干净铜面才能立即与熔化的焊料结合，在极短的时间内形成牢固的焊点。换句话说，OSP的作用是充当铜和空气之间的屏障。

OSP (organic protective film)

OSP的一般流程是：除油-->微蚀-->酸洗-->纯水清洗-->有机镀膜-->清洗。

OSP的优势

简单便宜；表面光洁度只是喷涂。
焊盘表面非常光滑，平面度堪比ENIG。
无铅（符合 RoHS 标准）且环保。
可返工。

OSP的缺点

润湿性差。
薄膜清晰而薄的性质意味着很难通过目视检查来衡量质量并进行在线测试。
使用寿命短，存储和处理要求高。
镀通孔保护不良。

3.沉银

银具有稳定的化学性质。浸银工艺加工的PCB即使暴露在高温、潮湿和污染环境中，仍能提供良好的电气性能，保持良好的可焊性，即使会失去光泽。沉银是一种置换反应，直接在铜上镀上一层纯银。有时，浸银与 OSP 涂层相结合，以防止银与环境中的硫化物发生反应。

Immersion silver

沉银的优点

高可焊性。
表面平整度好。
低成本和无铅（符合 RoHS 标准）。
适用于铝线键合。

沉银的缺点

存储要求高。容易被污染。
从包装中取出后的短装配窗口。
难以进行电气测试。

4.浸锡

由于所有焊料都是锡基的，因此锡层可以匹配任何类型的焊料。在浸锡液中加入有机添加剂后，锡层结构呈粒状结构，克服了锡须和锡迁移带来的问题，同时具有良好的热稳定性和可焊性。

Immersion Tin Plating

浸锡工艺可以形成平坦的铜锡金属间化合物，使浸锡具有良好的可焊性，没有平坦度问题和金属间化合物扩散问题。

浸锡的优点

适用于卧式生产线。
适用于精细走线加工，适用于无铅焊接，尤其适用于压接工艺。
平整度非常好，适合SMT。

浸锡的缺点

储存条件高，指纹可能会变色。
锡须可能会导致短路和焊点问题，从而缩短保质期。
难以进行电气测试。
过程涉及致癌物。

5. 沉金 (ENIG)

ENIG，或化学镀镍浸金是一种广泛使用的表面处理涂层，由两个金属层组成。镍直接沉积在铜上，然后通过置换反应将铜镀上金原子。镍内层厚度一般为3~6μm，金外层沉积厚度一般为0.05~0.1μm。镍在焊料和铜之间形成阻挡层。金的作用是在储存过程中防止镍氧化，从而延长保质期，但浸金工艺还能产生出色的表面平整度。

PCB Substrate

ENIG的处理流程为：清洗-->蚀刻-->催化剂-->化学镀镍-->沉金-->清洗残渣

沉金 (ENIG) 的优势

适用于无铅（符合 RoHS）焊接。
优异的表面平整度。
保质期长，表面经久耐用。
适用于铝线键合。

沉金 (ENIG) 的缺点

贵，用黄金。
该过程复杂且难以控制。
容易产生黑垫效应。

6. 电解镍/金（硬金/软金）

电解镍金分为“硬金”和“软金”。硬金纯度较低，常用于金手指（PCB边缘连接器）、PCB触点或其他耐磨区域。黄金厚度可能会根据要求而变化。软金纯度更高，常用于引线键合应用。

电解镍/金的优点

保质期更长。
适用于接触开关和引线键合。
硬金适用于电气测试。
无铅（符合 RoHS 标准）。

电解镍/金的缺点

最昂贵的表面处理。
电镀金手指需要额外的导电线。
硬金的可焊性很差。由于金的厚度，较厚的层更难焊接。

7. ENEPIG

化学镀镍化学镀钯浸金或 ENEPIG 开始越来越多地用作 PCB 表面处理。与 ENIG 相比，ENEPIG 在镍和金之间多了一层钯，进一步保护镍层免受腐蚀，防止 ENIG 表面处理可能出现的黑垫。镍的沉积厚度约为3~6μm，钯的厚度约为0.1~0.5μm，金的厚度为0.02~0.1μm。虽然金层厚度小于ENIG，但ENEPIG更贵。然而，最近钯金成本的下跌使 ENEPIG 的价格更加实惠。

ENEPIG Surface Finish

镍钯（ENEPIG）的优点

ENIG 的所有优点，没有黑垫问题。
比 ENIG 更适合引线键合。
无腐蚀风险。
储存时间长。无铅（符合 RoHS 标准）。

镍钯 (ENEPIG) 的缺点

复杂的过程。
难以控制。
成本高。
ENEPIG 是一种相对较新的方法，并不成熟。