揭开PCB最后表面处理之迷
揭开pcb最后表面处理之迷
揭开PCB最后表面处理之迷电子工业都把注意力集中在作为潜在的HASL替代的OSP、浸银和浸锡上面。
虽然以产品生命周期短和迅猛的技术改变闻名，电子工业还不得不采用一种工业应用广泛的热空气焊锡均涂(HASL, hot air solder leveling)的替代技术。
在过去十年，有无数的论文发表，预言HASL会由有机可焊性保护层(OSP, organic solderability preservatives)、无电镀镍/浸金(ENIG, electroless nickel/immersion gold)或新的金属浸泡技术诸如银与锡所取代。
到目前为止，还没有一个预言变成现实。
HASL是在世界范围内主要应用的最终表面处理技术。
一个可预计的、知名的涂层，HASL今天使用于亿万计的焊接点上。
尽管如此，三个主要动力：成本、技术和无铅材料的需要，推动着电子工业考虑HASL的替代技术。
从成本的观点来看，许多电子元件诸如移动通信和个人计算机正变成任意使用的商品，以成本或更低的价格销售，来保证互连网或电话服务合约。
这个策略使得这些商品大量生产和日用品化。
因此，必须考虑成本和对环境的长期影响。
环境的关注通常集中在潜在的铅泄漏到环境中去。
仅管在北美的立法禁止铅的使用还是几年后的事情，但是原设备制造商(OEM, original equipment manufacturer)必须满足欧洲和日本的环境法令，以使其产品作全球销售。
这个考虑已经孕育出许多课题，评估在每一个主要的OEM那里消除铅的可选方法。
HASL的替代方法允许无铅印刷电路板(PWB, printed wiring board)，也提供平坦的共面性表面，满足增加的技术要求。
更密的间距和区域阵列元件已允许增加电子功能性。
通常，越高的技术对立着降低成本。
可是，大多数替代方法改进高技术装配和长期的可靠性，而还会降低成本。
成本节约是整个过程成本的函数，包括过程化学、劳力和企业一般管理费用(图一)。
PCB表面处理方式
ENEPIG特点
应用:化镍钯浸金的应用非常广泛，可以替代 化镍浸金。在焊接过程中，钯和金都会融解 到熔化的焊锡里面，从而形成镍/锡金属间化 合物。 局限性:化镍钯浸金虽然有很多优点，但是钯 的价格很贵，同时钯是一种短缺资源，主要 出产在前苏联。同时与化镍浸金一样，控制 要求其工艺很严。
浸银
浸银(Immersion silver) 通过浸银工艺处理，薄（5～15µin，约0.1～ 0.4µm）而密的银沉积提供一层有机保护膜， 铜表面在银的密封下，大大延长了寿命。浸 银的表面很平，而且可焊性很好。
存 放于高温高湿的环境下时，Cu/Sn金属间化 合物会不断增长，直到失去可焊性。
提醒
一般需要注意的是:一个板有两种或者两种以 上的表面处理:如金手指的板卡类/部分手机主 板类/特殊要求的板等. 一定要搞清楚表面处 理的选择. 从PCB加工成本上来说,有的厂家对OSP等会 额外收费.也需要和板厂确认一下.
ENIG特点
优点:1.ENIG处理过的PCB表面非常平整，共面性 很好， 用于按键接触面非他莫属。 2.ENIG可焊性极佳，金会迅速融入熔化的焊锡 里面，从而露出新鲜的Ni. 缺点:ENIG 的工艺过程比较复杂，而且如果要达到 很好的效果，必须严格控制工艺参数。最为麻烦的 是，ENIG处理过的PCB表面在ENIG或焊接过程中 很容易产生黑盘效应（Black pad），从而给焊点的 可靠性带来灾难性的影响。黑盘的产生机理非常复 杂，它发生在Ni与金的交接面，直接表现为Ni过度 氧化。金过多，会使焊点脆化，影响可靠性。
浸银特点
应用:浸银焊接面可焊性很好，在焊接过程中银会融 解到熔化的锡膏里，和HASL和OSP一样在焊接表 面形成Cu/Sn金属间化合物。浸银表面共面性很好， 同时不像OSP那样存在导电方面的障碍，但是在作 为接触表面（如按键面）时，其强度没有金好。 局限性:浸银的一个让人无法忽略的问题是银的电子 迁移问题。当暴露在潮湿的环境下时，银会在电压 的作用下产生电子迁移。通过向银内添加有机成分 可以降低电子迁移的发生。
PCB表面处理
喷锡板我们厂是按PAD的面积算的，不过我做了5年PCB了，客户指定喷锡厚度的板子很少。
沉锡板大概0.8-1.2um沉金ENIG 金厚0.05um min 镍厚3um min （IPC 4552）沉银0.12um min 典型值0.2~0.3um （IPC4553)电金金厚0.8um 镍厚2.54 um min (IPC 6012)OSP 我们厂能0.2~0.5um至于极限能力，厂子和厂子的能力不一样。
具体问题要具体分析OSP不同于其它表面处理工艺之处为：它是在铜和空气间充当阻隔层；简单地说PCB常见的表面处理有喷锡、化锡、化镍/金、化银、电镍/金、OSP等几种。
裸铜板：优点：成本低、表面平整，焊接性良好（在还没有氧化的情况下）。
缺点：容易受到酸及湿度影响，不能久放，拆封后需在2小时内用完，因为铜暴露在空气中容易氧化；无法使用于双面制程，因为经过第一次回流焊后第二面就已经氧化了。
如果有测试点，必须加印锡膏以防止氧化，否则后续将无法与探针接触良好。
喷锡板（HASL，Hot Air Solder Levelling，热风焊锡整平）：优点：可以获得较佳的Wetting效果，因为镀层本身就是锡，价钱也较低，焊接性能佳。
缺点：不适合用来焊接细间隙脚以及过小的零件，因为喷锡板的表面平整度较差。
在PCB 制程中容易产生锡珠（solder bead），对细间脚（fine pitch）零件较易造成短路。
使用于双面SMT制程时，因为第二面已经过了第一次高温回流焊，极容易发生喷锡重新熔融而产生锡珠或类似水珠受重力影响成滴落的球状锡点，造成表面更不平整进而影响焊锡问题。
化金板（ENIG，Electroless Nickel Immersion Gold，无电镀镍浸金）：优点：不易氧化，可长时间储放，表面平整，适合用于焊接细间隙脚以及焊点较小的零件。
有按键线路电路板的首选（如手机板）。
可以重复多次回流焊也不太会降低其锡焊性。
PCB表面处理分类及特点教学教材
特性項目 噴錫 化學鎳金 有機保焊劑 化學浸錫 化學銀
表面平整性 差
好
佳
佳
佳
顏色
亮灰色 金色
銅色
銀色 銀色
設備
垂直/水平 垂直
水平
水平 水平
儲齡
1年
1年
3/ 6 個月 3/ 6 個月 6 個月
皮膜厚度 40~1000μin Ni 120~250μin 8~20μin 40~60μin 6~25μin
能比照O.S.P.在打開包裝後24小
時焊接完畢(最長也須在3天內完
成)以避免因水氣問題要Baking時
又被上述條件限制而進退兩難.
• 包裝材料不得含酸及硫化物.
PCB表面處理優缺點比較
處理 浸錫
優點
(a)平整度佳適合SMT裝配 作業
(b)可作無鉛製程
缺點
(a)焊錫強度比浸銀還差 (b)本為無鉛製程明天之星, 但因儲存
電鍍定義
镀镍
鎳鍍層之光澤性及平整性等性質，主要是靠鎳添加劑。 一般鍍鎳添加劑可分為光澤劑 (BRIGHTENER)、柔軟 劑 (CARRIER) 及濕潤劑 (WETTING)。添加的頻率及液 量則視底材的粗糙、所需的厚度、以及要求的光澤度和 平整性而定。鍍液應定期分析並補充，時時維持鍍液中 各成份之有效濃度，才能保持鍍層之品質。
PCB表面處理優缺點比較
經拉力試驗所得知強度比較表
處理Finish
拉力Min ℓbs
拉力 Avg ℓbs
拉力Max ℓbs
保焊劑OSP 384
395
404
噴錫HASL
376
396
410
浸銀Ag
373
389
401
PCB表面处理工工作总结
PCB表面处理工工作总结随着电子产品的不断发展，PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）作为电子产品的核心组成部分，其表面处理工艺也变得越来越重要。
作为一名从事PCB表面处理工作的工程师，我深知这项工作的重要性和挑战。
在这篇文章中，我将总结我在PCB表面处理工作中的经验和心得，希望能够与大家分享。
首先，PCB表面处理工作需要我们具备扎实的专业知识和技能。
在处理PCB表面时，我们需要根据不同的要求选择合适的表面处理工艺，如化学镀金、喷镀锡、喷镀铅等。
同时，我们还需要掌握各种处理设备的操作方法，确保处理过程的准确性和稳定性。
此外，了解材料的特性和处理工艺的原理也是必不可少的。
其次，PCB表面处理工作需要我们具备严谨的工作态度和责任心。
在处理PCB表面时，任何一点疏忽都可能导致产品质量的下降甚至是产品失效。
因此，我们需要严格按照工艺要求进行操作，确保每一道工序都符合标准。
同时，我们还需要及时发现和解决工艺中的问题，以保证产品质量和交货时间。
最后，PCB表面处理工作需要我们具备团队合作精神和沟通能力。
在处理PCB表面时，我们往往需要与设计师、工艺工程师、生产人员等多个部门进行沟通和协作。
只有通过良好的团队合作，才能够更好地完成工作任务，提高产品质量。
总的来说，PCB表面处理工作是一项需要高度专业知识和技能的工作，需要我们具备严谨的工作态度和责任心，同时也需要我们具备团队合作精神和沟通能力。
我相信通过不断的学习和实践，我会更好地完成PCB表面处理工作，为电子产品的发展贡献自己的力量。
PCB表面处理技术
●高磷：9-13％。耐腐蚀性好，但焊锡性，润湿性均一般。焊接过程容易形成富磷层。高磷会使 Ni-P层产生内应力过大而产生脆裂。
23
化镍沉金( Electro-less Nickel and Immersion Gold) ENIG
2.特点：主要适用于宽线，大焊盘板子，对覆铜板耐热性要求高。喷锡制程比较脏，有异味， 高温下操作，危险。其使用受到定的限制。
4
OSP(Organic Solder-ability Preservatives)
1.经历五代产品的发展,可分成以下五个类型 (1)咪唑（或苯并三氮唑）类； (2)烷基咪唑类； (3)苯并咪唑类； (4)烷基苯并咪唑类。
●沉金：氧化还原反应。通过镍金置换反应在镍面上沉积上金。
14
化镍沉金( Electro-less Nickel and Immersion Gold) ENIG
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化镍沉金( Electro-less Nickel and Immersion Gold) ENIG
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化镍沉金( Electro-less Nickel and Immersion Gold) ENIG
PCB表面处理技术
目录
SMT装配对PCB表面涂覆的要求 PCB表面处理方式 · 无铅热风整平 · OSP · 化学锡 · 化学银 · 电镀镍金 · 化镍沉金 六种表面涂覆层主要特征比较
2
SMT装配对PCB表面涂覆的基本要求
1.符合法律法规要求(ROHS,中国ROHS) 2.可焊性：耐热，焊接温度，润湿，保存期 3.保护性：防氧化能力 4.可靠性：焊点的内应力，缺陷，寿命 5.成本：材料，设备，人力，废水处理，成品率 6.适用范围：同阻焊剂兼容，适合PCB品种(例如刚&挠板)，无铅 7.环保：易处理，无烟雾，污染性
PCB板表面处理
深圳市嘉立创科技发展有限公司/gbPCB电路板的表面处理简介PCB板表面处理一般分为几种，现进行简单介绍。
★从表面处理工艺分类1）喷锡喷锡是电路板行内最常见的表面处理工艺，它具有良好的可焊接性，可用于大部分电子产品。
喷锡板对其他表面处理来说，它成本低、可焊接性好的优点；其不足之处是表面没有沉金平整，特别是大面积开窗的时候，更容易出现锡不平整的现象。
2）沉锡沉锡跟喷锡的不同点在于它的平整度好，但不足之处是极容易氧化发黑。
3）沉金只要是“沉”其平整度都比“喷”的工艺要好。
沉金是无铅的，沉金一般用于金手指、按键板，因为金的电阻小，所以接触性的必须要用到金，如手机的按键板灯。
沉金是软金，对于经常要插拔的要用镀金。
4）镀金在沉金中已经提到镀金，镀金有个致命的不足时其焊接性差，但其硬度比沉金好。
我公司不做镀金工艺。
5）osp一直认为它没有什么好处，它主要靠药水与焊接铜皮之间的反应产生可焊接性，唯一的好处是生产快，成本低；但是因其可焊接性差、容易氧化，电路板行内一般用得比较少。
总结：如果对于平整度有要求，如对频率有要求的阻抗电路板（如微带线）尽量用沉金工艺；如果不是金手指、邦定位、按键位，那么尽量采用喷锡工艺！当然除以上几种工艺外，还有表面印碳油、沉银、表面过松香、镀镍等不常用工艺，在此不做一一做介绍，如果有特殊需求需做进一步了解的，可到百度做进一步了解！★从电路板的环保上分类1）有铅表面工艺有铅喷锡，该工艺对板材没有特殊要求。
2）无铅表面工艺无铅喷锡、沉金都是无铅工艺，该工艺对板材没有特殊要求。
3）Rohs欧盟Rohs指令，是无铅中要求苛刻的一种工艺。
该工艺对板材有严格的要求，需要用无卤素板材。
因此在找厂家下订单时，如果有Rohs要求，请一定要指明，否则厂家一般都认为是第二种常规的无铅工艺。
QQ 459582495GB。
PCB常见问题解决办法
菲林擦花
指曝光菲林被擦花而导致绿油上焊盘「
18
用错油墨
指未能按客户的要求选择正确的油墨
19
胶带试验不合格
附着力测试后，胶带上留有绿油膜
20
溶剂试验不合格
绿油未完全固化，溶剂试验后白布上留有绿油膜
21
绿油上辘痕
绿油膜表面有浅平滑淡绿色的凹痕
22
色差/阴阳色
指各类绿油在冋一PANEL的两面或冋一面不冋区表现出的颜色差 异。
10.0 FQC、ET翘曲度检查
序号
项目
项目描述
1
绿油修补不良
:因各种表观缺陷进行绿油修补，修补后品质不符合要求
2
补金不良
指由于补金时操作不当导致修补后表面不能满足客户要求
3
拖锡不良
指由于拖锡时操作不当导致修补后表面不能满足客户要求
4
补线不良
指由于补线时操作不当导致修补后表面不能满足客户要求
5
T印上焊盘
14
蓝胶污板
规定覆盖蓝胶区域以外的板面附有胶膜
15
蓝胶丝印不良
蓝胶烘干后过度收缩蓝胶流入NPTH孔
16
蓝胶移位上焊盘
图形偏移或渗油使不该覆盖蓝胶的焊盘附有蓝胶
17
蓝胶起泡
蓝胶内含有气泡未逸出、气泡区域颜色较正常部位浅
18
碳油连接（短路）
两分开碳油之图形发生连接
19
碳油污板
指碳油附着在板面不应该有碳油的地方
指由于外力作用导致板面及导体面出现凹陷
4
冲板/铳板未透
指孔或槽没被完全铳透
5
外形损坏
外形加工后，板边出现有曝裂、板折断、铜箔或基材分层等外形遭 到冲击损伤等现象
PCB表面处理工艺
PCB表面处理工艺PCB（Printed Circuit Board）是一种基础电子元件，广泛应用于电子产品中。
而PCB表面处理工艺则是制造PCB过程中的重要环节之一，它的主要目的是提高PCB的可焊性、可靠性和耐腐蚀性。
本文将从PCB表面处理的基本原理、常见的表面处理工艺以及未来的发展趋势三个方面，来探讨PCB表面处理工艺。
一、基本原理PCB表面处理工艺的基本原理在于，通过特定的物理和化学方法，在PCB表面形成一层与焊接或贴片工艺兼容的金属覆盖层，以增加PCB与焊接材料之间的接触面积和粘附性。
表面处理可以使焊接材料更好地覆盖印刷电路板表面，从而提高焊接质量和工艺的可靠性。
二、常见的表面处理工艺1. 镀金工艺镀金工艺是最常见且广泛应用的PCB表面处理工艺之一。
它主要有两种方式：电镀金工艺和电镀镍金工艺。
电镀金工艺在PCB表面生成一层致密的镀金层，提高了PCB的导电性和耐腐蚀性。
电镀镍金工艺通过先镀一层镍，再在其上电镀一层金，以增加PCB表面的硬度和耐磨性。
2. 焊接阻焊工艺焊接阻焊工艺是将焊接接点的金属部分暴露出来，而将其他部分涂覆上一层绝缘材料。
这种工艺能够保护PCB的焊接接点，防止电路之间的短路，提高PCB的可靠性。
3. OSP工艺OSP（Organic Solderability Preservative）工艺是一种无铅化的表面处理工艺，它通过在PCB表面形成一层有机锡保护层来提高PCB的可焊性。
OSP工艺不需要使用有毒的重金属，符合环保要求，因此在无铅焊接领域逐渐得到广泛应用。
4. 光刻工艺光刻工艺是将光刻胶涂覆在PCB表面，然后使用UV光源通过光掩膜进行曝光，最后根据曝光后的图案进行化学腐蚀，得到所需的PCB 线路形状。
光刻工艺不仅可以实现高精度的线路制作，还可以提高PCB表面的耐腐蚀性。
三、未来的发展趋势随着电子技术的不断发展，对PCB表面处理工艺提出了更高的要求。
未来的发展趋势主要有以下几个方面：1. 小型化和多功能化随着电子产品对体积和重量的要求越来越高，PCB表面处理工艺需要更加小型化和多功能化。
PCB表面处理简介
PCB表面处理简介
镀金：主要用于芯片封装时打金线。
用电镀方式制作需将线路图形镀金（软金）处理，成本较高。
沉金：主要用在表面有连接功能性要求和较长的储存期的板子上，如手机按键区、路由器壳体的边缘连接区和芯片处理器弹性连接的电性接触区。
用化学方式制作只将焊盘位置浸金处理，线路为铜面。
涉及到近100种化学品，工艺流程较复杂。
喷锡：对于尺寸较大的元件和间距较大的导线而言，却是极好的工艺。
在密度较高的PCB中，则影响后续的组装；故HDI板一般不采用热风整平工艺。
制作时焊盘覆熔融锡铅焊料，使其形成一层既抗铜氧化，提供良好的可焊性的涂覆层。
过程比较脏、难闻、危险，因而从未是令人喜爱的工艺。
OSP：可以用在低技术含量的PCB，也可以用在高技术含量的PCB上，如单面电视机用PCB、高密度芯片封装用板。
对于BGA方面，有机涂覆应用也较多。
PCB如果没有表面连接功能性要求或者储存期的限定，有机涂覆将是最理想的表面处理工艺。
工艺简单、成本低廉，能够在业界广泛使用。
最新的有机涂覆工艺能够在多次无铅焊接过程中保持良好的性能。
PCB最后表面处理技术知识
揭开PCB最后表面处理之迷电子工业都把注意力集中在作为潜在的HＡＳL替代的ＯSP、浸银和浸锡上面。
虽然以产品生命周期短和迅猛的技术改变闻名，电子工业还不得不采用一种工业应用广泛的热空气焊锡均涂(HASL, hot aｉr ｓolder l ｅvelinｇ)的替代技术。
在过去十年,有无数的论文发表，预言HＡＳＬ会由有机可焊性保护层(OSP, ｏrgａniｃ soｌdeｒａｂiｌiｔy p ｒesｅrvａtiｖes)、无电镀镍/浸金（ENＩG, elｅctroleｓs nｉcke ｌ／ｉｍｍersiｏn gold)或新的金属浸泡技术诸如银与锡所取代。
到目前为止,还没有一个预言变成现实。
ＨＡSL是在世界范围内主要应用的最终表面处理技术。
一个可预计的、知名的涂层,HAＳL今天使用于亿万计的焊接点上。
尽管如此，三个主要动力：成本、技术和无铅材料的需要，推动着电子工业考虑H ＡSＬ的替代技术。
从成本的观点来看，许多电子元件诸如移动通信和个人计算机正变成任意使用的商品，以成本或更低的价格销售，来保证互连网或电话服务合约。
这个策略使得这些商品大量生产和日用品化。
因此,必须考虑成本和对环境的长期影响。
环境的关注通常集中在潜在的铅泄漏到环境中去。
仅管在北美的立法禁止铅的使用还是几年后的事情，但是原设备制造商(OEM, ｏrigｉnal eｑｕipmeｎt manufacｔurｅr)必须满足欧洲和日本的环境法令,以使其产品作全球销售。
这个考虑已经孕育出许多课题,评估在每一个主要的OEM那里消除铅的可选方法。
ＨASL的替代方法允许无铅印刷电路板(PWB, pｒiｎted wirinｇboaｒd),也提供平坦的共面性表面，满足增加的技术要求。
更密的间距和区域阵列元件已允许增加电子功能性。
通常，越高的技术对立着降低成本。
可是,大多数替代方法改进高技术装配和长期的可靠性，而还会降低成本。
成本节约是整个过程成本的函数,包括过程化学、劳力和企业一般管理费用(图一)。
PCB表面处理分类及特点
PCB表面处理分类及特点1. 引言PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）作为电子产品中重要的组成部分，需要经过多道工序才能完成。
其中，PCB表面处理是一个关键步骤，它对于保证电路板的可靠性、耐久性以及后续元器件的焊接质量起着重要作用。
本文将介绍PCB表面处理的常见分类及各自的特点。
2. PCB表面处理分类2.1. 防氧化处理防氧化处理是为了防止PCB表面暴露在空气中导致氧化反应。
常见的防氧化处理方法有：2.1.1. 镀金处理特点： - 具有良好的导电性和焊接性。
- 防止PCB表面氧化。
- 抗腐蚀性强。
2.1.2. 镀锡处理特点： - 容易和焊脚形成良好的金属间化合物，提高焊接质量。
- 具有良好的抗氧化性。
- 防止PCB表面氧化。
2.2. 表面涂覆处理表面涂覆处理是为了提高PCB表面的耐久性和抗污染性能。
常见的表面涂覆处理方法有：2.2.1. 涂覆有机保护层特点： - 防止PCB表面被化学物质侵蚀。
- 抗潮湿性好，有利于提高电子设备的可靠性。
2.2.2. 涂覆防焊膜特点： - 防止焊接过程中焊接锡膏与PCB直接接触，减少气泡和焊点质量不良的情况。
- 提高焊接质量。
2.3. 洁净处理洁净处理是为了去除PCB表面的污染物，使其满足后续工艺要求。
常见的洁净处理方法有：2.3.1. 超声洗涤特点： - 能够清除PCB表面附着的细小杂物。
- 清洗效果好，不会对PCB表面造成损害。
2.3.2. 真空吸尘特点： - 移除表面的颗粒污染物。
- 不使用喷洒化学清洁剂。
3. 各类处理方法的适用场景3.1. 防氧化处理的适用场景•部分环境下容易造成氧化反应的PCB。
•对焊接质量和可靠性要求较高的PCB。
3.2. 表面涂覆处理的适用场景•需要提高PCB表面的耐久性和抗污染性的环境。
•需要保护PCB表面不被化学物质侵蚀的环境。
3.3. 洁净处理的适用场景•需要确保PCB表面没有细小杂物的环境。
PCB表面处理工艺全解析（收藏版）
PCB表面处理工艺全解析（收藏版）PCB表面处理最基本的目的是保证良好的可焊性或电性能。
由于自然界的铜在空气中倾向于以氧化物的形式存在，不大可能长期保持为原铜，因此需要对铜进行其他处理。
1热风整平（喷锡）热风整平又名热风焊料整平(俗称喷锡)，它是在PCB表面涂覆熔融锡（铅）焊料并用加热压缩空气整（吹）平的工艺，使其形成一层既抗铜氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆层。
热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属间化合物。
PCB进行热风整平时要沉在熔融的焊料中；风刀在焊料凝固之前吹平液态的焊料；风刀能够将铜面上焊料的弯月状最小化和阻止焊料桥接。
2有机可焊性保护剂（OSP）OSP是印刷电路板(PCB)铜箔表面处理的符合RoHS指令要求的一种工艺。
OSP是Organic Solderability Preservatives的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。
简单地说，OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。
这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等）；但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
3全板镀镍金全板镀镍金是在PCB表面导体先镀上一层镍后再镀上一层金，镀镍主要是防止金和铜间的扩散。
现在的电镀镍金有两类：镀软金（纯金，金表面看起来不亮）和镀硬金（表面平滑和硬，耐磨，含有钴等其他元素，金表面看起来较光亮）。
软金主要用于芯片封装时打金线；硬金主要用在非焊接处的电性互连。
4沉金沉金是在铜面上包裹一层厚厚的、电性良好的镍金合金，这可以长期保护PCB；另外它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。
此外沉金也可以阻止铜的溶解，这将有益于无铅组装。
5沉锡由于目前所有的焊料都是以锡为基础的，所以锡层能与任何类型的焊料相匹配。
PCB的表面工艺处理方式
PCB的表面工艺处理方式PCB的“表面”指的是PCB上为电子元器件或其他系统到PCB的电路之间提供电气连接的连接点，如焊盘或接触式连接的连接点。
裸铜本身的可焊性很好，但是暴露在空气中很容易氧化，而且容易受到污染。
这也是PCB必须要进行表面处理的原因。
一、各种表面处理方式介绍1、热风整平HASL采用热风整平（HASL， Hot-air solder leveling）表面处理技术足以满足波峰焊的工艺要求， HASL是在世界范围内主要应用的表面处理技术，但是有三个主要动力推动着电子工业不得不考虑HASL的替代技术：成本、新的工艺需求和无铅化需要。
该工艺是指在PCB最终裸露金属表面覆盖63/37的锡铅合金。
热风整平锡铅合金镀层的厚度要求为12.7um至38.1u m。
热风整平工艺对于控制其镀层的厚度和焊盘图形较为困难，不推荐使用于有细脚距元件的PCB，原因是细脚距元件（≤0.4mm）对焊盘平整度要求高；热风整平工艺的热冲击可能会导致PCB翘曲，厚度小于0.7mm的超薄PCB不推荐采用该表面处理方式。
此外，热风整平工艺使用的Sn-Pb焊料也不符合环保要求(RoHS指令)。
2、有机焊料防护（OSP）有机可焊性保护层（OSP, Organic solderability preservative）是一种有机涂层，用来防止铜在焊接以前氧化，也就是保护PCB焊盘的可焊性不受破坏。
PCB 表面用OSP处理以后，在铜的表面形成一层薄薄的有机化合物，从而保护铜不会被氧化。
在组装过程中（回流焊），OSP很容易就熔进到了焊膏或者酸性的Flux里面，同时露出活性较强的铜表面，最终在元器件和焊盘之间形成Sn/Cu金属间化合物，因此，OSP用来处理焊接表面具有非常优良的特性。
OSP不存在铅污染问题，所以环保。
平整度好尤其适合于密脚距PCB。
OSP也是目前PCB主要的表面处理方式。
OSP的局限性●由于OSP透明无色，所以检查起来比较困难，很难辨别PCB是否涂过OSP。
PCB各类表面处理之优缺点
特性
表面处理类型
优点
缺点
存放时间及条件
耐热性
1.H.Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱL(有铅喷锡)
1.此表面处理为传统之表面处理,使用广泛,技术成熟.
2.作业效率较高.
3.焊锡性良好
1.非环保型之表面处理,未来将被淘汰.
2.制程中PCB受喷锡之高温冲击,物性易变化
3.易发生锡面不平,导通孔卡锡珠,孔内塞锡,锡高压扁,锡氧化等问题,不便于SMT贴装.
2．打开真空包装后在无酸无碱环境下可存放一周。
1．回流焊条件下（140℃-270℃，8分钟）可重复过三次（适用于无铅制程的ENTEK药水,一般型药水只能两次,超过两次,膜面变色）
3.化学镍金
1.镀层均一,平整,无喷锡表面处理锡面不平,导通孔卡锡珠,孔内塞锡,锡高压扁,锡氧化等问题便于SMT贴装.
2.制程中未受喷锡之高温冲击,物性未受影响.
2．打开真空包装后在无酸无碱，低湿度(湿度〈40%〉环境可存放三个月。
1．回流焊条件下（140℃-270℃，8分钟）可重复过三次
5.电镀全面镍金
1.镀层均一,平整,无喷锡表面处理锡面不平,导通孔卡锡珠,孔内塞锡,锡高压扁,锡氧化等问题便于SMT贴装.
2.流程较短,效率高
6.制程中未受喷锡之高温冲击,物性未受影响.
3.制程作业为水平作业,便于生产管理,且效率高.
4.为环保型之生产制程,符合未来PCB发展趋势,未来将被大力推广.
5.无喷锡表面处理锡面不平,导通孔卡锡珠,孔内塞锡,锡高压扁,锡氧化等问题可提升产品良率.
6.可焊性较好
1.保存时间较短,一般为6个月.
2.焊锡性比喷锡差
3.设备成本高
1．真空包装，无酸无碱环境及常温(5℃-30℃),湿度〈60%环境下存放六个月。
PCB几种常见表面涂覆简介
PCB几种常见表面涂覆简介1. 概述表面涂覆是电子产品制造中的一项关键工艺，主要目的是保护PCB （Printed Circuit Board，印制电路板）上的电子元器件，并提高其可靠性和耐用性。
本文将介绍几种常见的表面涂覆技术及其特点。
2. 焊膏覆盖（Solder Mask）焊膏覆盖是一种常见的表面涂覆技术，主要用于保护PCB上的焊点，并避免短路和氧化。
焊膏通常由热固性树脂制成，能够耐高温和化学腐蚀。
它具有良好的绝缘性能，并可以提高电路板的可靠性。
焊膏覆盖通常需要通过光刻和蚀刻等工艺来实现。
在光刻过程中，将焊膏覆盖在PCB表面，并使用UV曝光将焊膏暴露在需要焊接的区域。
然后，通过蚀刻去除未曝光的焊膏，只留下焊点区域。
3. 碳墨覆盖（Carbon Ink）碳墨覆盖是一种常见的表面涂覆技术，主要用于屏蔽PCB上的电磁干扰。
碳墨具有良好的导电性能和抗腐蚀性能，能够有效地吸收电磁波，减少电磁辐射对PCB的干扰。
碳墨覆盖通常采用印刷方式进行，将碳墨涂于PCB表面的特定区域。
这些区域通常是电磁敏感的部分，如射频天线，以提高PCB的抗干扰能力。
4. 封装覆盖（Coating）封装覆盖是一种常见的表面涂覆技术，主要用于保护PCB上的电子元器件免受环境的影响，如湿气、污染和机械压力。
常见的封装材料包括环氧树脂和聚脂。
封装覆盖通常使用喷涂或浸涂的方式进行。
喷涂是通过喷枪将封装材料均匀地喷在PCB表面，浸涂则是将PCB浸在封装材料中，使其充分覆盖整个PCB表面。
封装材料应当具有良好的粘附性能和耐候性，以确保其在各种环境条件下的性能稳定性。
5. 金属覆盖（Metal Plating）金属覆盖是一种常见的表面涂覆技术，主要用于提高PCB的导电性能和耐腐蚀性。
常见的金属覆盖材料包括金、银和锡等。
金属覆盖通常通过电镀工艺实现。
在电镀过程中，PCB被浸入金属溶液中，并通过电流和化学反应将金属沉积在PCB表面。
这种金属覆盖能够提供良好的导电性能，并增强PCB对环境的耐腐蚀能力。
pcb表面处理工艺
pcb表面处理工艺
PCB表面处理工艺有很多，一般有热镀锌、热浸锌、热浸锡、有机阻焊、无溶剂阻焊、湿润变黑、电镀镍、电镀金、电镀银、电镀铜、以及表面镀膜等。
1.热镀锌，是将锌粉放在PCB上，经过热处理温度达到220度时，就能在PCB表面形成一层锌层，能够有很好的抗腐蚀和电镀性能，是PCB表面处理的一种常用工艺。
2.热浸锌是将PCB置入锌液中加热锌液，使PCB表面形成一层锌层，具有一定的抗潮性和防腐蚀性能。
3.热浸锡，是将PCB放入温度达到230度的锡液中，形成一层锡层，具有良好的导电性能和耐热性，也有一定的抗潮性和耐腐蚀性能，可以用于焊接及其他电子工程。
4.有机阻焊PCB表面处理，是将有机物放在PCB上，通过加热使其中的树脂发生化学反应来形成一层保护层，具有良好的防腐蚀性能，适合一些要求高的PCB表面处理工程。
5.无溶剂阻焊，也叫固态阻焊，是将无溶剂树脂加工到PCB表面上，经过加热，使其形成一层绝缘层，具有防热变形和电磁屏蔽的功能，是一种非常受欢迎的PCB表面处理工艺。
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揭开PCB最后表面处理之迷By Eric Stafstrom电子工业都把注意力集中在作为潜在的HASL替代的OSP、浸银和浸锡上面。
虽然以产品生命周期短和迅猛的技术改变闻名，电子工业还不得不采用一种工业应用广泛的热空气焊锡均涂(HASL, hot air solder leveling)的替代技术。
在过去十年，有无数的论文发表，预言HASL会由有机可焊性保护层(OSP, organic solderability preservatives)、无电镀镍/浸金(ENIG, electroless nickel/immersion gold)或新的金属浸泡技术诸如银与锡所取代。
到目前为止，还没有一个预言变成现实。
HASL是在世界范围内主要应用的最终表面处理技术。
一个可预计的、知名的涂层，HASL今天使用于亿万计的焊接点上。
尽管如此，三个主要动力：成本、技术和无铅材料的需要，推动着电子工业考虑HASL的替代技术。
从成本的观点来看，许多电子元件诸如移动通信和个人计算机正变成任意使用的商品，以成本或更低的价格销售，来保证互连网或电话服务合约。
这个策略使得这些商品大量生产和日用品化。
因此，必须考虑成本和对环境的长期影响。
环境的关注通常集中在潜在的铅泄漏到环境中去。
仅管在北美的立法禁止铅的使用还是几年后的事情，但是原设备制造商(OEM, original equipment manufacturer)必须满足欧洲和日本的环境法令，以使其产品作全球销售。
这个考虑已经孕育出许多课题，评估在每一个主要的OEM那里消除铅的可选方法。
HASL的替代方法允许无铅印刷电路板(PWB, printed wiring board)，也提供平坦的共面性表面，满足增加的技术要求。
更密的间距和区域阵列元件已允许增加电子功能性。
通常，越高的技术对立着降低成本。
可是，大多数替代方法改进高技术装配和长期的可靠性，而还会降低成本。
成本节约是整个过程成本的函数，包括过程化学、劳力和企业一般管理费用(图一)。
象OSP、浸银和浸锡等替代技术可提供最终表面处理成本的20 ~ 30%的减少。
虽然每块板的节约百分比在高层数多层电路板产品上可能低，日用电子的成本节约，随着更大的功能性和铅的消除，将驱使替代方法使用的急剧增加。
替代方法的使用将不仅会增加，而且将取代HASL作为最终表面处理的选择。
今天替代的问题是选择的数量和已经发表的数据的纯卷积。
诸如ENIG、OSP、浸锡和浸银等替代方法都提供无铅、高可焊性、平整、共面的表面，在生产中对第一次通过装配合格率提供重大改进。
为了揭开最终表面处理的神秘面纱，这些HASL的替代方法可通过比较每个涂层对装配要求和PWB设计的优点来区分。
装配要求HASL替代方法对装配过程的作用反映表面的可焊性和它如何与使用的焊接材料相互作用。
每一类替代的表面涂层— OSP、有机金属的organometallic)(浸锡和银)或金属的(ENIG) —具有不同的焊接机制。
焊接机制的这种差异影响装配过程的设定和焊接点的可靠性。
OSP是焊接过程中必须去掉的保护性涂层。
助焊剂必须直接接触到OSP表面，以渗透和焊接到PWB 表面的铜箔上。
1浸洗工艺，如浸银或锡，有机共同沉淀消除最终表面的氧化物。
不象OSP，锡和银溶解在焊锡里面，将成为焊接点的一部分，将帮助熔湿速度。
锡和银两者都在PWB的铜表面直接形成焊接点。
如果适当地沉淀，在ENIG表面的金是纯净的，由于其可熔于焊锡，所以将提供焊接的最快的熔湿速度。
可是，当使用ENIG时，焊接点是在镍障碍层上面形成的，不是直接在PWB的铜表面。
所有三类替代涂层都提供最佳的印刷表面，对所有类型的锡膏都一样。
锡膏直接印在表面涂层上面，提供助焊剂直接接触、渗透OSP和熔湿PWB表面。
印刷模板对沉积完美的锡膏印刷，形成有效的密封，消除了HASL的印糊和锡桥问题。
结果是三种替代涂层都有很高的第一次通过装配合格率，焊锡熔湿方面相差很小。
区别在于焊接点的强度和可靠性。
几个研究已经证实，使用OSP，直接焊接到铜的表面，提供最好强度的焊接点。
2,3当使用区域阵列片状包装的较小焊盘时，焊接点的强度变得重要。
虽然使用上减少，波峰焊接还是今天装配过程的构成整体的一部分。
每一种最终表面涂层的焊接机制将影响助焊剂化学成分的选择和波峰焊接工艺的设定。
金属的和有机金属的涂层有助于通孔的焊锡熔湿，通常要求很少的助焊剂、较低活性的助焊剂和波峰的较少动荡。
免洗材料在生产条件下与OSP相处很好，但要求一些优化来增加助焊剂和/或焊锡渗透到通孔内。
通常，这个优化增加助焊剂的使用量，代替特定类型的助焊剂化学成分，或通过更高的动荡或温度来增加焊锡渗透。
全球范围内正在实施取代传统波峰焊接工艺的方法。
插入式回流(intrusive reflow)、选择性焊锡喷泉(selective solder fountain)和顺应针(compliant pin)正实际上使用在所有最终表面涂层上。
至今为止所完成的工作表明，选择性焊锡喷泉的动荡改善了通孔(through-hole)的可熔湿性。
孔中锡膏(paste-in-hole)或侵入式回流将助焊剂和助焊剂载体直接接触PWB的表面，使得通孔的可熔湿性对所有最终表面涂层都是类似的。
最后，由于可预见的孔的误差，HASL的替代方法比使用顺应针(compliant pin)的HASL要强。
在替代方法中，较厚的浸锡为插件提供最光滑的表面，为顺应针提供最宽的操作窗口。
4装配工业现在正评估无铅焊接替代品。
虽然某些合金似乎是特别的OEM的选择，但是，还要选择整个工业所接受的合金。
尽管如此，正在测试的所有合金都要求较高的回流温度，并产生较慢的熔湿速度。
锡膏供应商已经工程研究了专门的助焊剂化学成分，来改善这些新合金的熔湿。
初始的研究表明较高的回流温度不会影响OSP、浸银或浸锡的可焊性或绑接强度。
较高的熔化温度明显地帮助OSP的渗透和锡与银表面熔湿，甚至是双面回流。
另外的测试正在进行中，以评估熔湿速度的影响和优化对最终表面涂层的特定回流参数。
PWB设计正如所讨论的，装配过程可以优化，以适合所有的最终表面涂层。
PWB的设计将最终决定适于各个应用的最佳的HASL替代方法，但更专门的包装和互连的类型：•象按键接触(key contact)、元件屏蔽(component shielding)和插件连接器(edge connector)这样的应用要求在整个设备寿命内的接触电阻低。
•柔性的电路板通常要求铝的或不锈钢的加强构件或散热器。
•元件包装和某些PWB要求引线接合(wire bonding)或与直接芯片附着用的导电性胶的兼容性。
•PWB上的高密度互连(HDI, high-density interconnect)几何形状戏剧性地影响使用传统无电镀涂层的合格率。
•已经看到由于装配在ENIG上的区域阵列包装的绑接强度不够而出现的现场失效(field failure)。
为了满足所有这些要求，电子工业正将注意力集中在三种主要的替代方法上：OSP、浸银和浸锡。
这三种涂层的每一种都提供适合特定PWB设计要求的优势。
OSP是成本最低的替代方法，与多金属表面兼容，提供最高的绑接强度。
现在有新的配方，提供较薄的沉淀层，和原先的、消除了多金属表面生锈的一样牢固(图二)。
由于耐磨性或电解金沉淀的可焊性，要求多金属涂层，如用于插件连接器或金引线接合(goldwire bonding)的电解镍/金。
高成本和焊接点中金的易脆性要求OSP对已焊接的连接作第二次涂层。
虽然生产已证实按键接触，但ENIG也可以和新的OSP工艺一起使用，如果焊接点的强度对PWB设计是关键的话。
这个高接合强度使得OSP成为移动电子和区域阵列包装(area array package)的选择。
OSP也显示与使用在倒装芯片应用中的导电性胶的更大的兼容性(图三)。
最后，散热器或刚性构件大都可以在最终表面处理之前容易地应用在板列形式。
不象OSP，浸或无电镀工艺将镀在不锈钢或铝上面，引起变色。
和OSP与ENIG比较，浸银还是一个相对较新的技术。
可是，在过去六年里，广泛的测试和大量的生产已经证实了这个工艺的可靠性5,6。
焊锡的熔湿特性使得这种涂层更适合于一种现存的无铅波峰焊接工艺。
这种表面处理方法是大多数应用的潜在替代方法，包括屏蔽、铝引线接合、按键接触和焊接。
如表一所示，这个涂层的接触电阻在经过老化或回流工序之后保持很低。
初始的研究显示，接触电阻在与导电聚合物接触300,000次后保持很低，虽然更多工作需要完成。
作为一种金属涂层，浸银也可以在低放大或不放大的情况下检查，使得应用者和装配者两个都容易决定其存在。
表一、浸银涂层的接触电阻系列二，探针半径0.020"，接触力10oz。
模拟压缩连接器的100%接合。
电阻以欧姆测量。
涂层处理系列号读数#1 读数#2 读数#3 电阻电阻电阻OSP BTH处理10370KG2 0.500 1.25 0.500OSP 无环境处理10370KKY 0.500 0.500 0.500锡BTH处理10370KGM 0.025 0.025 0.025锡无环境处理10370KHW 0.025 0.025 0.025银BTH处理10370K9Z 0.025 0.025 0.025银无环境处理10370K8Y 0.025 0.025 0.025镍/金无环境处理无0.025 0.025 0.025 Sn63/Pb37 无环境处理无0.025 0.025 0.025 浸锡已经在PWB和金属表面处理工业使用几十年了。
可是，已经开发出新的化学成分，使有机物与锡一起沉淀在铜的表面。
这种共同沉淀的有机物消除纤维状结晶(whisker)的增长，这是一个可靠性问题，阻碍铜锡金属间的增长，影响可焊接性能。
这些新的浸锡工艺的结果是，较厚的最终表面涂层(30 ~ 50 millionths百万分之一)，提供光滑表面给顺应针插件和在线测试(ICT, in-circuit test)渗透。
正在进行中的研究，评估相对ICT探针磨损和几种最终表面涂层的性能。
新的浸锡工艺很容易适应无铅装配，并与浸银一样，它们的存在容易检查。
结论OSP、浸银和浸锡用于混合技术和水溶性与免洗装配技术，都将提供高的第一次通过装配合格率。
每个产品的适当应用是通过PWB的设计要求来明确的：•OSP是成本最低的涂层，为芯片规模(chip-scale)和倒装芯片(flip chip)包装提供最好的焊接强度。
新的配方能够处理多金属表面，如镍/金带自动连接(TAB, tape automated bonding)或铝散热器和刚性构件。
•浸银提供一种可引线接合的(wire bondable)单一的表面涂层，具有对按键接触的和金属对金属屏蔽的低接触电阻。