PCB表面处理
| 表面处理 | 典型值 | 供应商 |
| 志愿消防队 | 0.3~0.55µm,0.25~0.35µm | 恩托恩 |
| 四国化学 | ||
| 同意 | 或者:0.03~0.12微米,Ni:2.5~5微米 | ATO tech/Chuang Zhi |
| 选择性ENIG | 或者:0.03~0.12微米,Ni:2.5~5微米 | ATO tech/Chuang Zhi |
| 恩埃皮克 | 金:0.05~0.125µm,钯:0.05~0.3µm | Chuang Zhi |
| 尺寸:3~10微米 | ||
| 硬金 | 金:0.127~1.5um,镍:最小2.5um | 付款人/EEJA |
| 软金 | 金:0.127~0.5um,镍:最小2.5um | 鱼 |
| 浸锡 | 最小值:1微米 | Enthone / ATO 技术 |
| 浸银 | 0.127~0.45微米 | 麦克德米德 |
| 无铅HASL | 1~25微米 | 日本上 |
由于铜在空气中以氧化物的形式存在,会严重影响PCB的可焊性和电气性能。因此,对PCB进行表面处理至关重要。如果PCB表面未经处理,容易导致虚焊问题,严重时甚至会导致焊盘和元件无法焊接。PCB表面处理是指在PCB表面人工形成一层涂层的过程。PCB表面处理的目的是确保PCB具有良好的可焊性和电气性能。PCB表面处理的方法有很多种。

热风整平(HASL)
它是将熔融的锡铅焊料涂覆在PCB表面,用加热的压缩空气将其压平(吹平),形成一层既能抵抗铜氧化又能提供良好可焊性的涂层。在此过程中,必须掌握以下重要参数:焊接温度、热风刀温度、热风刀压力、浸入时间、提升速度等。
HASL的优势
1. 更长的储存时间。
2. 良好的焊盘润湿性和铜覆盖率。
3. 广泛使用的无铅(符合 RoHS 标准)类型。
4. 技术成熟,成本低。
5. 非常适合目视检查和电气测试。
HASL的弱点
1. 不适用于引线键合。
2. 由于熔融焊料的自然弯月面,平整度较差。
3. 不适用于电容式触摸开关。
4. 对于特别薄的面板,HASL工艺可能不适用。高温浴可能会导致电路板变形。

2. 志愿消防队
OSP是Organic Solderability Preservative(有机可焊性保护剂)的缩写,也称为焊料保护剂。简而言之,OSP是一种喷涂在铜焊盘表面的保护剂,由有机化学物质构成。该保护膜必须具备抗氧化性、抗热冲击性和防潮性等特性,以保护铜表面在正常环境下免受锈蚀(氧化或硫化等)。然而,在随后的高温焊接过程中,该保护膜必须能够被助焊剂快速去除,从而使裸露的洁净铜表面能够立即与熔化的焊料结合,在极短时间内形成牢固的焊点。换句话说,OSP的作用是作为铜与空气之间的屏障。
OSP的优势
1. 简单且价格实惠;表面处理仅为喷涂。
2. 焊盘表面非常光滑,平整度可与 ENIG 相媲美。
3. 无铅(符合 RoHS 标准)且环保。
4. 可重做。
OSP的弱点
1. 润湿性差。
2. 由于薄膜的透明和薄,很难通过目视检查来测量质量并进行在线测试。
3. 使用寿命短,对储存和搬运要求高。
4. 镀通孔的保护性能差。

浸银
银具有稳定的化学性质。采用浸银工艺处理的PCB即使在高温、潮湿和污染环境下,仍能保持良好的电气性能,即使光泽可能减弱,也能保持良好的可焊性。浸银是一种置换反应,即将一层纯银直接沉积在铜上。有时,浸银工艺会与有机硅防污涂层(OSP)结合使用,以防止银与环境中的硫化物发生反应。
浸银工艺的优势
1. 可焊性高。
2. 表面平整度良好。
3. 成本低廉且不含铅(符合 RoHS 标准)。
4. 适用于铝线键合。
浸银工艺的弱点
1. 储存要求高,容易受到污染。
2. 从包装中取出后组装时间窗口短。
3. 难以进行电气测试。

浸锡
由于所有焊料都是锡基的,因此锡层可以与任何类型的焊料相匹配。在锡浸液中添加有机添加剂后,锡层结构呈现颗粒状,克服了锡须和锡迁移等问题,同时还具有良好的热稳定性和可焊性。
浸锡工艺可以形成平整的铜锡金属间化合物,使浸锡具有良好的可焊性,而不会出现平整度或金属间化合物扩散问题。
浸锡的优点
1. 适用于水平生产线。
2. 适用于细线加工和无铅焊接,尤其适用于压接工艺。
3. 平整度非常好,适用于SMT。
浸锡的弱点
1. 存储需求高,可能会导致指纹变色。
2. 锡须可能导致短路和焊点问题,从而缩短保质期。
3. 难以进行电气测试。
4. 该过程涉及致癌物。

同意
化学镀镍浸金(ENIG)是一种广泛应用的表面处理工艺,由两层金属组成:首先在铜上直接沉积镍,然后通过置换反应将金原子镀在铜上。镍内层厚度通常为3-6微米,金外层沉积厚度通常为0.05-0.1微米。镍层在焊料和铜之间形成阻挡层。金的作用是防止镍在储存过程中氧化,从而延长使用寿命,同时浸金工艺还能获得优异的表面平整度。
ENIG工艺流程为:清洗→蚀刻→催化剂→化学镀镍→金沉积→残留物清洗
ENIG的优势
1. 适用于无铅(符合 RoHS 标准)焊接。
2. 表面光滑度极佳。
3. 保质期长,表面经久耐用。
4. 适用于铝线键合。
ENIG的弱点
1. 由于使用了黄金,所以价格昂贵。
2. 过程复杂,难以控制。
3. 容易产生黑垫现象。
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PCB边缘连接器、PCB触点或其他耐磨区域,其厚度可根据需求而定。软金纯度较高,常用于引线键合。
电解镍/金的优势
1. 更长的保质期。
2. 适用于接触开关和导线连接。
3. 硬金适合进行电学测试。
4. 无铅(符合RoHS标准)
电解镍/金的弱点
1. 最昂贵的表面处理。
2. 电镀金手指需要额外的导线。
3. 镀金的焊接性较差。由于镀金层较厚,焊接难度更大。

恩埃皮克
化学镀镍-化学镀钯-浸金(ENEPIG)工艺正日益广泛地应用于印刷电路板(PCB)表面处理。与ENIG工艺相比,ENEPIG在镍层和金层之间增加了一层钯,以进一步保护镍层免受腐蚀,并防止产生ENIG工艺中容易出现的黑焊盘。镍层的沉积厚度约为3-6微米,钯层厚度约为0.1-0.5微米,金层厚度约为0.02-0.1微米。尽管ENEPIG工艺中金层的厚度小于ENIG工艺,但其成本更高。然而,近年来钯金成本的下降使得ENEPIG工艺的价格更具竞争力。
ENEPIG的优势
1. 具备 ENIG 的所有优点,无黑垫现象。
2. 比 ENIG 更适合用于引线键合。
3. 无腐蚀风险。
4. 储存时间长,无铅(符合RoHS标准)
ENEPIG的弱点
1. 过程复杂,难以控制。
2. 成本高昂。
3. 这是一种相对较新的方法,尚未成熟。

