PCB科技 - PCB電路板表面處理工藝

PCB電路板 surface treatment process

After the customer's technology draws the PCB電路板, 將送至PCB打樣廠或批量生產. 當我們向電路板工廠下訂單時, 我們將附上 PCB電路板加工 process description document, 其中之一是訓示要選擇哪種PCB表面處理工藝, 而不同的PCB表面處理工藝會對最終PCB加工報價產生較大影響, 不同的PCB表面處理工藝會產生不同的費用. 編輯想和您談談當前常見的PCB表面處理工藝, 國內多家PCB板廠不同PCB表面處理工藝的優缺點及適用場景.

那麼為什麼我們需要對PCB表面進行特殊處理呢？

由於銅在空氣中容易氧化，氧化銅層對焊接的影響很大，容易形成虛焊和虛焊。 在嚴重情况下，不能焊接襯墊和部件。 囙此，PCBA正在生產中。 此時，將在焊盤表面塗覆（電鍍）一層資料，以保護焊盤免受氧化。

現時，國內電路板廠的PCB表面處理工藝包括：噴錫（HASL、hotairsolderleveling）、錫、浸銀、OSP（抗氧化）、化學浸金（ENIG）、電鍍金等，當然，特殊PCB板表面處理工藝也有一些特殊的應用。

比較不同的PCB表面處理工藝，其成本是不同的。 當然，使用的場合也不同。 只有正確的選項未被選擇。 沒有完美的PCB表面處理工藝。 價格可以滿足所有PCB應用場景），所以有很多工藝可供我們選擇。 當然，每種工藝都有自己的優點，它們的存在是合理的。 關鍵是我們必須瞭解它們，並充分利用它們。

讓我們比較一下不同 PCB電路板 表面處理工藝.

優點：成本低，表面光滑，焊接性好（無氧化）。

缺點：易受酸和濕度影響，不能長期存放。 開箱後2小時內必須用完，因為銅在空氣中容易氧化； 它不能用於雙面板，因為第一次回流焊後的第二面已經氧化。 如果有測試點，必須印刷錫膏以防止氧化，否則錫膏將無法與探針良好接觸。

噴塗馬口鐵（HASL、熱風平層、熱風平層）

優點：價格低廉，焊接效能好。

缺點：由於噴錫板表面平整度差，不適用於間隙小的焊釘和過小的部件。 在電路板加工過程中容易產生焊料珠，並且容易導致細間距元件短路。 在雙面SMT工藝中使用時，由於第二面經過高溫回流焊接，囙此很容易噴錫並重新熔化，導致錫珠或類似液滴受重力影響形成球形錫點，從而使表面更加糟糕。 壓扁會影響焊接問題。

The 錫 spraying process used to dominate the circuit board surface treatment process. 20世紀80年代, 超過四分之3的電路板採用了噴錫工藝, 但在過去十年中，該行業一直在减少錫噴塗工藝的使用. 據估計 PCBA 使用噴錫工藝. 手藝. 噴錫過程髒汙, 不愉快的, 而且很危險, 所以這從來都不是一個受歡迎的過程, 但是，對於較大的元件和間距較大的導線，錫噴塗工藝是一種極好的工藝. 高密度 PCBA, 噴錫過程的平整度會影響後續裝配； 因此, HDI板通常不使用電路板鍍錫工藝. 隨著科技的進步, 該行業現在有一種錫噴塗工藝，適用於裝配間距較小的QFP和BGA, 但實際應用較少. 現時, 部分電路板廠採用OSP科技和浸金科技代替噴錫工藝； 科技的發展也促使一些電路板工廠採用錫和銀浸漬工藝. 再加上近年來的無鉛化趨勢, 錫噴塗科技的使用受到進一步限制. 雖然有所謂的無鉛錫噴塗, 這可能涉及設備相容性問題.

OSP（有機溶劑防腐劑，抗氧化）

優點：具有PCB裸銅焊接的所有優點。 過期（3個月）的董事會也可以重新露面，但通常只有一次。

缺點：易受酸和濕度影響。 當用於二次回流焊時，需要在一定的時間內完成，通常二次回流焊的效果會比較差。 如果儲存時間超過3個月，則必須重新進行表面處理。 必須在打開包裝後24小時內用完。 OSP是一個絕緣層，所以測試點必須用錫膏印刷，以去除原有的OSP層，然後才能接觸引脚點進行電力測試。

據估計，現時約有25%-30%的PCBA使用OSP工藝，而且這一比例一直在上升（OSP工藝現在很可能已經超過了噴錫工藝，排名第一）。 OSP工藝可用於低科技PCB和高技術PCB，如用於單面電視的PCB和用於高密度晶片封裝的PCB。 對於BGA，OSP有更多的應用。 如果PCB沒有表面連接的功能要求或儲存期限限制，OSP工藝將是最理想的表面處理工藝。

浸沒金（ENIG，化學鍍鎳浸沒金）

優點：不易氧化，可長期存放，表面平整，適用於小間隙引脚和小焊點部件的焊接。 帶按鈕的PCB板（如手機板）的首選。 回流焊可以重複多次，而不會降低其可焊性。 它可以用作COB（晶片板）導線鍵合的基板。

缺點：成本高，焊接强度差，由於採用化學鍍鎳工藝，容易出現黑盤問題。 鎳層會隨時間氧化，長期可靠性是一個問題。

浸金工藝不同於OSP工藝。 主要用於表面有功能連接要求、存儲週期長的板上，如手機的鍵盤區域、路由器外殼的邊緣連接區域、晶片處理器彈性連接的電觸點等。 地區 由於錫噴塗工藝的平整度問題和OSP工藝中焊劑的去除，浸沒金在20世紀90年代得到了廣泛應用； 後來，由於黑色圓盤和脆性鎳磷合金的出現，浸沒金的應用减少了。， 但現時幾乎每個高科技PCB工廠都有下沉式金線。 考慮到去除銅錫金屬間化合物時焊點會變脆，相對脆性的鎳錫金屬間化合物將存在許多問題。 囙此，可擕式電子產品（如手機）幾乎都使用OSP、浸沒銀或浸沒錫形成的銅錫金屬間化合物焊點，而浸沒金用於形成關鍵區域、接觸區域和EMI遮罩區域，即所謂的選擇性浸沒金工藝。 據估計，現時約有10%-20%的PCB使用化學鍍鎳/浸金工藝。

浸沒銀（ENIG、化學鍍鎳浸沒金）

浸沒銀比浸沒金便宜。 如果PCB有連接功能要求，需要降低成本，浸銀是不錯的選擇； 再加上浸銀良好的平整度和接觸性，應選擇浸銀工藝。 浸沒銀在通信產品、汽車和電腦周邊設備以及高速訊號設計中有許多應用。 由於浸沒銀具有其他表面處理無法比擬的良好電效能，囙此它也可用於高頻訊號。 EMS建議使用浸銀工藝，因為它易於組裝，並且具有更好的可檢查性。 然而，由於變色和焊點空洞等缺陷，浸沒銀的生長緩慢（但沒有减少）。 據估計，現時約有10%-15%的PCB使用浸銀科技。

申錫（ENIG，化學鍍鎳浸沒金）

在過去十年中，在表面處理過程中引入了沉錫, 而這一過程的出現是生產自動化要求的結果. 浸錫不會將任何新元素帶入焊接區域, 特別適用於通信背板. 超過電路板的儲存期，錫將失去其可焊性, 囙此，沉錫需要更好的儲存條件. 此外, 由於錫中含有致癌物質，錫浸工藝受到限制. 據估計 PCBA 現時使用浸錫工藝.