幾種常用的PCB表面處理工藝及其優缺點和適用場景 - 台部落

目前國內板廠的PCB便面處理工藝有：噴錫（HASL，hot air solder leveling 熱風平整）、沉錫、沉銀、OSP(防氧化)、化學沉金（ENIG）、電鍍金等等，當然， ... 請輸入正確的登錄賬號或密碼 註冊 忘記密碼 首頁 模擬電子 正文 幾種常用的PCB表面處理工藝及其優缺點和適用場景 原創 xueleilei123 2018-09-0223:00 幾種常用的PCB表面處理工藝及其優缺點和適用場景 我們在畫好PCB後，將其發送給PCB板廠打樣或者是批量生產，我們在給板廠下單時，會附上一份PCB加工工藝說明文檔，其中有一項就是要註明選用哪種PCB表面處理工藝，而且不同的PCB表面處理工藝，其會對最終的PCB加工報價產生比較大的影響，不同的PCB表面處理工藝會有不同的收費。

老wu想在這裏跟大家聊一下目前多內PCB板廠常見的PCB表面處理工藝、不同的PCB表面處理工藝的優缺點和適用場景。

那爲什麼要對PCB表面進行特殊的處理呢？ 因爲銅在空氣中很容易氧化，銅的氧化層對焊接有很大的影響，很容易形成假焊、虛焊，嚴重時會造成焊盤與元器件無法焊接，正因如此，PCB在生產製造時，會有一道工序，在焊盤表面塗（鍍）覆上一層物質，保護焊盤不被氧化。

目前國內板廠的PCB便面處理工藝有：噴錫（HASL，hotairsolderleveling熱風平整）、沉錫、沉銀、OSP(防氧化)、化學沉金（ENIG）、電鍍金等等，當然，特殊應用場合還會有一些特殊的PCB表面處理工藝。

對比不同的PCB表面處理工藝，他們的成本不同，當然所用的場合也不同，只選對的不選貴的，目前還沒有最完美的PCB表面處理工藝能夠（這裏講的是性價比，即以最低的價格就能滿足所有的PCB應用場景），所以纔會有這麼多的工藝來讓我們選擇，當然每一種工藝都各有千秋，存在的既是合理的，關鍵是我們要認識他們用好他們。

    下邊來對比一下不同的PCB表面處理工藝的優缺點和適用場景。

裸銅板 優點：成本低、表面平整，焊接性良好（在沒有被氧化的情況下）。

缺點：容易受到酸及溼度影響，不能久放，拆封後需在2小時內用完，因爲銅暴露在空氣中容易氧化；無法使用於雙面板，因爲經過第一次迴流焊後第二面就已經氧化了。

如果有測試點，必須加印錫膏以防止氧化，否則後續將無法與探針接觸良好。

噴錫板(HASL，HotAirSolderLevelling，熱風平整) 優點：價格較低，焊接性能佳。

缺點：不適合用來焊接細間隙的引腳以及過小的元器件，因爲噴錫板的表面平整度較差。

在PCB加工中容易產生錫珠(solderbead)，對細間隙引腳(finepitch)元器件較易造成短路。

使用於雙面SMT工藝時，因爲第二面已經過了一次高溫迴流焊，極容易發生噴錫重新熔融而產生錫珠或類似水珠受重力影響成滴落的球狀錫點，造成表面更不平整進而影響焊接問題。

噴錫工藝曾經在PCB表面處理工藝中處於主導地位。

二十世紀八十年代，超過四分之三的PCB使用噴錫工藝，但過去十年以來業界一直都在減少噴錫工藝的使用，估計目前約有25％-40％的PCB使用噴錫工藝。

噴錫工藝製程比較髒、難聞、危險，因而從未是令人喜愛的工藝，但噴錫工藝對於尺寸較大的元件和間距較大的導線而言，卻是極好的工藝。

在密度較高的PCB中，噴錫工藝的平坦性將影響後續的組裝；故HDI板一般不採用噴錫工藝。

隨着技術的進步，業界現在已經出現了適於組裝間距更小的QFP和BGA的噴錫工藝，但實際應用較少。

目前一些工廠採用OSP工藝和浸金工藝來代替噴錫工藝；技術上的發展也使得一些工廠採用沉錫、沉銀工藝。

加上近年來無鉛化的趨勢，噴錫工藝使用受到進一步的限制。

雖然目前已經出現所謂的無鉛噴錫，但這可將涉及到設備的兼容性問題。

OSP(OrganicSolderingPreservative，防氧化) 優點：具有裸銅板焊接的所有優點，過期（三個月）的板子也可以重新做表面處理，但通常以一次爲限。

缺點：容易受到酸及溼度影響。

使用於二次迴流焊時，需在一定時間內完成，通常第二次迴流焊的效果會比較差。

存放時間如果超過三個月就必須重新表面處理。

打開包裝後需在24小時內用完。

OSP爲絕緣層，所以測試點必須加印錫膏以去除原來的OSP層才能接觸針點作電性測試。

估計目前約有25％-30％的PCB使用OSP工藝，該比例一直在上升（很可能OSP工藝現在已超過噴錫而居於第一位）。

OSP工藝可以用在低技術含量的PCB，也可以用在高技術含量的PCB上，如單面電視機用PCB、高密度芯片封裝用板。

對於BGA方面，OSP應用也較多。

PCB如果沒有表面連接功能性要求或者儲存期的限定，OSP工藝將是最理想的表面處理工藝。

沉金(ENIG，ElectrolessNickelImmersion Gold) 優點：不易氧化，可長時間存放，表面平整，適合用於焊接細間隙引腳以及焊點較小的元器件。

有按鍵PCB板的首選(如手機板)。

可以重複多次過迴流焊也不太會降低其可焊性。

可以用來作爲COB(ChipOnBoard)打線的基材。

缺點：成本較高，焊接強度較差，因爲使用無電鍍鎳製程，容易有黑盤的問題產生。

鎳層會隨着時間氧化，長期的可靠性是個問題。

沉金工藝與OSP工藝不同，它主要用在表面有連接功能性要求和較長的儲存期的板子上，如手機按鍵區、路由器殼體的邊緣連接區和芯片處理器彈性連接的電性接觸區。

由於噴錫工藝的平坦性問題和OSP工藝助焊劑的清除問題，二十世紀九十年代沉金使用很廣；後來由於黑盤、脆的鎳磷合金的出現，沉金工藝的應用有所減少，不過目前幾乎每個高技術的PCB廠都有沉金線。

考慮到除去銅錫金屬間化合物時焊點會變脆，相對脆的鎳錫金屬間化合物處將出現很多的問題。

因此，便攜式電子產品（如手機）幾乎都採用OSP、沉銀或沉錫形成的銅錫金屬間化合物焊點，而採用沉金形成按鍵區、接觸區和EMI的屏蔽區，即所謂的選擇性沉金工藝。

估計目前大約有10％-20％的PCB使用化學鍍鎳/浸金工藝。

沉銀(ENIG，ElectrolessNickelImmersion Gold) 沉銀比沉金便宜，如果PCB有連接功能性要求和需要降低成本，沉銀是一個好的選擇；加上沉銀良好的平坦度和接觸性，那就更應該選擇沉銀工藝。

在通信產品、汽車、電腦外設方面沉銀應用得很多，在高速信號設計方面沉銀也有所應用。

由於沉銀具有其它表面處理所無法匹敵的良好電性能，它也可用在高頻信號中。

EMS推薦使用沉銀工藝是因爲它易於組裝和具有較好的可檢查性。

但是由於沉銀存在諸如失去光澤、焊點空洞等缺陷使得其增長緩慢（但沒有下降）。

估計目前大約有10％-15％的PCB使用沉銀工藝。

沉錫(ENIG，ElectrolessNickelImmersion Gold) 沉錫被引入表面處理工藝是近十年的事情，該工藝的出現是生產自動化的要求的結果。

沉錫在焊接處沒有帶入任何新元素，特別適用於通信用背板。

在板子的儲存期之外錫將失去可焊性，因而沉錫需要較好的儲存條件。

另外沉錫工藝中由於含有致癌物質而被限制使用。

估計目前大約有5％-10％的PCB使用沉錫工藝。

老wu經常發現小夥伴們會對沉金和鍍金工藝傻傻搞不清楚，下邊來對比下沉金工藝和鍍金工藝的區別和適用場景 沉金與鍍金形成的晶體結構不一樣，沉金板較鍍金板更容易焊接，不會造成焊接不良； 沉金板只有焊盤上有鎳金，趨膚效應中信號的傳輸是在銅層不會對信號有影響； 沉金較鍍金晶體結構更緻密，不易氧化； 沉金板只有焊盤上有鎳金，不會產生金絲造成微短； 沉金板只有焊盤上有鎳金，線路上阻焊與銅層結合更牢固； 沉金顯金黃色，較鍍金更黃也更好看； 沉金比鍍金軟，所以在耐磨性上不如鍍金，對於金手指板則鍍金效果會更好。

PCB各類表面處理對應的保存期限及注意事項 考慮到產品工藝和保管條件的差異，印製板拆封後應及時（推薦在24小時內）使用，且建議使用前進行預乾燥處理，特別是撓性電路板中的PI基材板，如需貼片焊接，則一定需要進行預乾燥處理。

對於化學浸錫或浸銀產品拆包後建議在12小時內用完，否則須重新包裝。

如超過有效保存期限，用戶可進行乾燥處理後試用：必要時某些性能重新進行性能試驗，經檢驗合格後仍可使用。

通常保存時間超過3個月在上機貼片前爲避免存在受潮的隱患，需進行2小時150度的烘烤。

貯存環境：   A、良好的貯存條件：指溫度小於25度，相對溼度不大於65%，有溫度控制、無腐蝕性氣體的室內環境條件。

  B、一般的貯存條件：指溫度不高於35度，相對溼度不大於75%，無腐蝕性氣體的室內環境條件。

下面是一份來自某公司的對於各種PCB表面處理工藝遇到的問題的總結，老wu個人覺得還是不錯的，分享給大家，當然，說着PCB生產製造工藝的發展及PCB本所工藝要求的提供，以後也許會產生更多種類的PCB表面處理工藝，或者老wu以上列舉的PCB表面處理工藝有可能會變得OUT了，最好的與時俱進的方式就是經常與板廠的工藝工程師進行交流，抽空去下板廠參考也是個不錯的選擇。

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