幾種PCBA表面處理的類型

表面處理技術

目前，PCBA生產所涉及的環境問題尤為突出。鉛和溴是目前最熱門的話題。無鉛無滷會在多方面影響PCB的發展。雖然目前PCBA表面處理工藝的變化並不顯著，似乎也比較遙遠，但需要注意的是，長期緩慢的變化會帶來很大的變化。隨著環境問題的增加，PCBA表面處理技術必將在未來發生巨大變化。

PCB表面光潔度是組件和裸板PCB之間的塗層。應用它有兩個基本原因：確保可焊性和保護裸露的銅電路。由於表面處理有多種類型，選擇正確的表面處理並非易事，尤其是在表面貼裝變得更加複雜以及 RoHS 和 WEEE 等法規改變了行業標準的情況下。

最近，我們靖邦在PCBA製造時可能使用的常見PCB表面處理技術有HASL（熱風焊料整平）、有機塗層（OSP）、化學鍍鎳/金、化學鍍銀、化學鍍錫等。

HASL（熱風焊料整平）/HASL 無鉛：

熱風焊料整平是在PCB表面塗上熔融的錫鉛焊料並加熱壓縮空氣整平（吹），使其形成一層既抗銅氧化又具有良好焊接性的塗層。在熱風焊料整平過程中，PCB應浸入熔化的焊料中。氣刀在焊料凝固前將液態焊料沖洗乾淨，可以最大限度地減少銅面上焊料的月牙形，防止焊橋。

熱風整流分為立式和臥式兩種。一般來說臥式較好，臥式熱風整平塗層以均勻為主。自動化生產的一般流程如下：微腐蝕→預熱→塗助焊劑→噴錫→清洗。

優點：低成本、可用、可維修

缺點：表面不平整，不適合細間距元件，熱衝擊，不適合電鍍通孔 (PTH)，潤溼性差

有機塗層 (OSP)：

與其他表面處理工藝不同，OSP 充當銅和空氣之間的屏障。簡單來說，OSP是在潔淨的裸銅表面上生長一層有機皮膜的化學工藝，具有抗氧化、抗熱震和抗潮的作用，保護銅表面不生鏽（氧化或硫化等）。 ) 在正常環境中。同時，在焊接後的焊接溫度下，必須容易被焊劑清除。有機塗層工藝簡單、成本低，使其在工業上得到廣泛應用。早期的有機塗料分子是防鏽咪唑和苯並三唑，最近的分子主要是苯並咪唑。為了保證可以多次迴流，如果銅表面只有一層有機塗層，可能就不行了，也就是說，必須有許多有機層，這就是為什麼通常將銅溶液添加到化學浴中的原因。塗完第一層後，塗層吸附銅，然後，第二層有機塗層分子與銅結合，直到二十個甚至上百個有機塗層分子集中在銅表面。

其一般流程為：脫脂→微蝕→酸洗→純水清洗→有機塗層→清洗，與其他處理工藝相比要容易得多。

優點：無鉛、平面、工藝簡單、可修復

缺點：對 PTH 不利，敏感，保質期短

ENIG（化學鍍鎳/沉金）：

與OSP不同，ENIG只是一種厚鎳金合金，在銅表面具有優異的電氣性能，可以長期保護PCB並起到防鏽層的作用，在PCB的長期使用中可以發揮作用並達到良好的電氣性能. 更重要的是，它還具有其他表面處理工藝所不具備的環境耐受性。鍍鎳是因為金和銅相互擴散，而鎳層可以阻止它們之間的擴散。如果沒有鎳層，金將在數小時內擴散到銅上。化學鍍鎳/浸漬的另一個好處是鎳的強度，它只有 5um 厚，可以控制高溫下的 Z 膨脹。此外，化學鍍鎳/鍍金還可以防止銅溶解，這將有利於無鉛焊接。

一般流程為酸洗清洗→微蝕→預浸→活化→化學鍍鎳→化學浸出。整個過程有6個化學品罐，涉及近100種化學品，相對複雜

優點：平面、堅固、無鉛、適合 PTH

缺點：黑墊綜合症，昂貴，不適合重新制作

沉銀：

smt生產中銀浸漬工藝的難點介於OSP和化學鍍鎳之間。浸銀不會在PCB上披上厚重的鎧甲，即使在高溫、潮溼和汙染環境中也能提供出色的電氣性能並保持良好的可焊性，但會失去光澤。由於銀層下方沒有鎳，因此浸銀不具備 ENIG 所需的所有良好物理強度。浸銀是一種置換反應，幾乎是亞微米級的純銀鍍層。有時工藝中還含有有機物，主要是為了防止銀的腐蝕和消除銀遷移問題。一般來說，很難測量這一薄層中的有機物，分析表明，有機物的重量不到1%。

浸錫：

由於目前所有的焊料都是基於錫的，所以焊料層可以匹配任何類型的焊料。但是，以往的PCB浸漬工藝容易產生錫須，焊接時錫須和錫的轉移會帶來一些無法避免的問題，從而限制了浸漬工藝的使用。溶液中加入有機添加劑後，錫層結構呈顆粒狀，克服了以往的問題，具有良好的熱穩定性和可焊性。

浸錫工藝可形成扁平的銅錫類化合物，具有良好的可焊性，與熱風整平一樣，但不存在平整度問題。化學鍍鎳和浸漬金屬之間也沒有擴散問題，只是不能浸泡錫板存放太久。

成本和可焊性的比較

成本：電鍍鎳金>沉金>沉銀>沉錫>噴錫>OSP。

實際可焊性：電鍍鎳金>HASL>OSP>ENIG>沉銀>沉錫

常用表面處理方法的特點：