PCB科技 - 比較各種PCB表面處理的優缺點

1、熱風焊料光滑

HASL是工業中使用的主要鉛表面處理工藝. 該過程通過將電路板浸入鉛錫合金中形成, 用“氣刀”去除多餘的焊料. 所謂的氣刀是在電路板表面吹入的熱空氣. 對於PCA過程, HASL有很多優點：它是 最便宜的印刷電路板, 並且表面層可以在多次回流焊接後進行焊接, 清潔和儲存. 對於ICT, HASL還提供了一種自動用焊料覆蓋測試焊盤和過孔的過程. 然而, 與現有替代方法相比, HASL表面的平整度或共面性較差. 現在有一些無鉛HASL替代工藝, 由於HASL的自然替換特性，其變得越來越流行. 多年來, HASL已得到應用，效果良好, 但隨著“環保”綠色工藝要求的出現, 這個過程的存在是有編號的. 除了無鉛問題之外, 日益新增的電路板複雜性和更細的間距暴露了HASL過程的許多局限性.

優點：成本最低的印刷電路板表面工藝，在整個製造過程中保持可焊性，對ICT沒有負面影響。

缺點：通常使用含鉛工藝。 含鉛工藝現在受到限制，最終將於2007年淘汰。 對於細引脚間距（<0.64mm），可能會導致焊料橋接和厚度問題。 不平的表面可能會在裝配過程中導致共面性問題。

2、有機焊料保護劑

有機焊料保護劑（OSP）用於在印刷電路板的銅表面上形成薄而均勻的保護層。 該塗層保護電路在存儲和組裝操作期間免受氧化。 這一過程已經存在了很長時間，但直到最近，隨著無鉛科技和精細瀝青解決方案的尋求，它才變得流行起來。

就共面性和可焊性而言，OSP在PCA組裝中的效能優於HASL，但需要對焊劑類型和熱迴圈次數進行重大的工藝更改。 由於其酸性特性會降低OSP效能並使銅容易氧化，囙此需要小心處理。 裝配工更喜歡處理更靈活、能够承受更多熱迴圈的金屬表面。

使用OSP表面處理，如果測試點未焊接，將導致與ICT中的針床夾具接觸問題。 僅僅改變為更鋒利的探針類型以穿透OSP層只會導致損壞並刺穿PCA測試孔或測試墊。 研究表明，切換到更高的檢測力或改變探針類型對產率幾乎沒有影響。 未經處理的銅的屈服强度比含鉛焊料高一個數量級，唯一的結果是它會損壞暴露的銅測試墊。 所有可測試性指南強烈建議不要直接探測暴露的銅。 在使用外包服務提供者時，有必要為ICT階段定義一組外包服務提供者規則。 最重要的規則要求在印刷電路板工藝開始時打開模具，以便將錫膏應用於需要ICT接觸的測試焊盤和過孔。

優點：組織成本與HASL相當，共面性好，無鉛工藝，可焊性提高。

缺點：裝配過程需要進行重大更改. 如果檢測到未加工的銅表面, 這將對資訊和通信技術不利. 過尖的ICT探頭可能會損壞 印刷電路板, 需要手動預防措施, 限制ICT測試並降低測試重複性.

3、化學鍍鎳浸金

化學鍍鎳-金浸漬（ENIG）塗層已成功應用於許多電路板。 儘管其組織成本較高，但表面平整，可焊性極佳。 主要缺點是化學鍍鎳層非常脆弱，在機械壓力下會斷裂。 這在業內被稱為“黑塊”或“泥縫”，這導致了一些來自ENIG的負面報導。

優點：可焊性好，表面平整，儲存壽命長，可承受多次回流焊。

缺點：成本高（約為HASL的5倍），“黑塊”問題，製造過程中使用氰化物和其他有害化學品。

4、浸銀

浸銀是印刷電路板表面處理的一種新方法。 它主要用於亞洲，並正在北美和歐洲推廣。

在焊接過程中，銀層融化到焊點中，在銅層上留下錫/鉛/銀合金。 這種合金為BGA封裝提供了非常可靠的焊點。 其對比色易於檢查，也是焊接中HASL的天然替代品。

浸銀是一種具有非常廣闊發展前景的表面處理科技，但與所有新的表面處理科技一樣，最終用戶非常保守。 許多製造商將該工藝視為“正在調查”的工藝，但它很可能成為無鉛表面工藝的最佳選擇。

優點：焊接性好，表面光滑，可自然替代HASL浸入。

缺點：終端用戶的保守態度意味著該行業缺乏相關資訊。

5、浸錫

This is a relatively new 表面處理 process, 它具有許多與浸銀工藝相似的特性. 然而, due to the need to prevent thiourea (which may be a carcinogen) used in the tin immersion process in the 印刷電路板板 manufacturing process, 需要考慮的主要健康和安全問題. 此外, attention should be paid to tin migration ("tin burr" effect), 雖然抗遷移化學品可以在控制這一問題上取得一定的效果.

優點：焊接性好，表面光滑，成本相對較低。

缺點：健康和安全問題，熱迴圈次數有限。