PCB成品金属表面处理工艺对比
关于PCB板表面处理,镀金和沉金工艺的区别
关于PCB板表面处理,镀金和沉金工艺的区别
一、PCB板表面处理
PCB板的表面处理工艺包括：抗氧化，喷锡，无铅喷锡，沉金，沉锡，沉银，镀硬金，全板镀金，金手指，镍钯金OSP等。
要求主要有：成本较低，可焊性好，存储条件苛刻，时间短，环保工艺，焊接好，平整。
喷锡：喷锡板一般为多层（4-46层）高精密度PCB样板，已被国内多家大型通讯、计算机、医疗设备及航空航天企业和研究单位采用。
金手指（connecting finger）是内存条上与内存插槽之间的连接部件，所有的信号都是通过金手指进行传送的。
金手指由众多金黄色的导电触片组成，因其表面镀金而且导电触片排列如手指状，所以称为“金手指”，金手指板都需要镀金或沉金。
金手指实际上是在覆铜板上通过特殊工艺再覆上一层金，因为金的抗氧化性极强，而且传导性也很强。
不过因为金昂贵的价格，目前较多的内存都采用镀锡来代替，从上个世纪90年代开始锡材料就开始普及。
目前主板、内存和显卡等设备的“金手指”几乎都是采用的锡材料，只有部分高性能服务器/工作站的配件接触点才会继续采用镀金的做法，价格自然不菲的。
二、镀金和沉金工艺的区别
沉金采用的是化学沉积的方法，通过化学氧化还原反应的方法生成一层镀层，一般厚度较厚，是化学镍金金层沉积方法的一种，可以达到较厚的金层。
镀金采用的是电解的原理，也叫电镀方式。
其他金属表面处理也多数采用的是电镀方式。
在实际产品应用中，90%的金板是沉金板，因为镀金板焊接性差是他的致命缺点，也是导致很多公司放弃镀金工艺的直接原因！
沉金工艺在印制线路表面上沉积颜色稳定，光亮度好，镀层平整，可焊性良好的镍金镀层。
PCB各种表面处理优劣对比
热风焊料平整HASL是工业中用到的主要的有铅表面处理工艺。
工艺由将电路板沉浸到铅锡合金中形成，过多的焊料被“风刀”去除，所谓的风刀就是在板子表面吹的热风。
对于PCA工艺，HASL具有很多的优势：它是最便宜的PCB，而且通过多次回流焊、清洗和存储后表面层还可以焊接。
对于ICT而言，HASL也提供了焊料自动覆盖测试焊盘和过孔的工艺。
然而，与现有的替代方法相比，HASL表面的平整性或者同面性很差。
现在出现了一些无铅的HASL替代工艺，由于具有HASL的自然而然的替代的特性而越来越普及。
多年来HASL应用的效果不错，但是随着“环保”绿色工艺要求的出现，这种工艺存在的日子屈指可数。
除了无铅的问题，越来越高的板子复杂性和更精细的间距已经使HASL工艺暴露出很多的局限性。
优势：最低成本PCB表面工艺，在整个制造过程中保持可焊接性，对ICT无负面的影响。
劣势：通常使用含铅工艺，含铅工艺现在受到限制，最终将在2007年前消除。
对于精细引脚间距（<0.64mm）的情况，可能导致焊料的桥接和厚度问题。
表面不平整会导致在组装工艺中的同面性问题。
有机焊料防护剂有机焊料防护剂（OSP）用来在PCB的铜表面上产生薄的、均匀一致的保护层。
这种覆层在存储和组装操作中保护电路不被氧化。
这种工艺已经存在很久了，但是直到最近随着寻求无铅技术和精细间距解决方案才获得普及。
就同面性和可焊接性而言，OSP相对于HASL在PCA组装上具有更好的性能，但是要求对焊剂的类型和热循环的次数进行重大的工艺改变。
因为其酸性特征会降低OSP性能，使铜容易氧化，因此需要仔细处理。
装配者更喜欢处理更具柔韧性和能承受更多热循环周期的金属表面。
采用OSP表面处理，如果测试点没有被焊接处理，将导致在ICT出现针床夹具的接触问题。
仅仅改以采用更锋利的探针类型来穿过OSP层将只会导致损坏并戳穿PCA测试过孔或者测试焊盘。
研究表明改用更高的探测作用力或者改变探针类型对良率影响很小。
各种表面处理优劣性
0.8-1.4 um 好 好 中等 16-20 易 差 低 3 3 好 12month 好
0.15-0.4um 好 好 易 16-20 难 中等 低 3 3 好 12month 好
press fit technology
14
使用场合
计算机,消 费性电子 产品,汽车
专用设备如： 欧美客户 PCB测试 产品，如 机，数据库 希捷的硬 交换机，背 盘 板，等
注, 表格说明
：
1.制造成本计算受设备嫁动率影响，以上结果以设备嫁动率至少保证在70%以上计 算。 2.制造成本未将设备折旧，水电，人力成本包含在内因此部分各公司投入成本不同无 法统计。 3.喷锡分垂直喷锡和水平喷锡统计V： 15-20（RMB/M2 ）为垂直喷锡成本 H：22-30（ RMB/M2 ）为水平喷锡成本。）
二. 各种表面处理适用性
1.热风整平： 1.热风整平： 热风整平 A.锡铅合金（63/37）中的铅污染,无法Meet RoHS需求 A.锡铅合金（63/37）中的铅污染,无法Meet RoHS需求 B.凹凸不平的表面不能满足SMT高速贴装需要--B.凹凸不平的表面不能满足SMT高速贴装需要--C.适用于单价较低的低价产品(计算机,消费性电子产品) ) 2.化学镍金(选化板)： 2.化学镍金 选化板) 化学镍金( A. 表面平整,可满足高速贴装及RoHS需要，一般条件下使用各种性能稳定好 表面平整,可满足高速贴装及RoHS需要，一般条件下使用各种性能稳定好 如：1m摔落实验，锡球推力测试，且可作为终端产品表面不需再加工。 如：1m摔落实验，锡球推力测试，且可作为终端产品表面不需再加工。 B. 金PAD表面在比较恶劣的环境下如：强酸性气体或腐蚀性气 体中可能会 PAD表面在比较恶劣的环境下如：强酸性气体或腐蚀性气 形成的贾凡尼腐蚀，使接触电阻变高。 C. 中高价位产品一般采用化金(如交换机等，手机，数码相机) 3. 化学银： 化学银： A.易受污染变色影响焊锡性,且生产制造时不可重工。 A.易受污染变色影响焊锡性, B.表面平整,可满足高速贴装及RoHS需要成本较低 B.表面平整,可满足高速贴装及RoHS需要成本较低 B.为欧美客户所钟爱(如希捷的硬盘) B.为欧美客户所钟爱(
PCB工艺PK：喷锡VS镀金VS沉金
Related46网印工业Screen Printing Industry2017.11相关行业PCB工艺PK：喷锡VS镀金VS沉金沉金板VS 镀金板其实镀金工艺分为两种：一种为电镀金，另一种为沉金。
对于镀金工艺来讲，其上锡的效果上大打折扣的，而沉金的上锡效果是比较好一点的；除非厂家要求的是绑定，不然现在大部分厂家会选择沉金工艺！一般常见的情况下PCB表面处理为以下几种：镀金(电镀金、沉金)、镀银、OSP、喷锡（有铅和无铅），这几种主要是针对FR-4或CEM-3等板材来说的，纸基料还有涂松香的表面处理方式；上锡不良（吃锡不良）这块如果排除了锡膏等贴片厂家生产及物料工艺方面的原因来说。
这里只针对PCB问题说，有以下几种原因：1．在PCB印刷时，PAN位上是否有渗油膜面，它可以阻挡上锡的效果；这可以做漂锡试验来验证。
什么是沉金和镀金沉金板与镀金板是现今线路板生产中常用的工艺，许多人都无法正确区分两者的不同，甚至有一些人认为两者不存在差别，这是非常错误的观点，必须及时更正。
平常大家选用镀金，那什么是镀金，我们所说的整板镀金，一般指的是“电镀金”、“电镀镍金板”、“电解金”、“电金”、“电镍金板”，有软金和硬金的区分（一般硬金是用于金手指的），原理是将镍和金（俗称金盐）溶化于化学药水中，将线路板浸在电镀缸内并接通电流而在电路板的铜箔面上生成镍金镀层，电镍金因镀层硬度高、耐磨损、不易氧化的优点在电子产品中得到广泛的应用。
那什么又是沉金呢？沉金是通过化学氧化还原反应的方法生成一层镀层，一般厚度较厚，是化学镍金金层沉积方法的一种，可以达到较厚的金层。
Related47网印工业Screen Printing Industry相关行业2．PAN位的润位上是否符合设计要求，也就是焊盘设计时是否能足够保证零件的支持作用。
3．焊盘有没有受到污染，这可以用离子污染测试得出结果；以上三点基本上是PCB厂家考虑的重点方面。
关于表面处理的几种方式的优缺点，是各有各的长处和短处！的传输是在铜层，不会对信号有影响。
PCB各类表面处理方式性能比较--线路板销售人员必备
PCB各类表面处理方式性能比较
表面处理样本表观图主要应用位置可焊性焊接强度表面耐腐
蚀性
稳定程度成本消耗
焊垫平整
性
喷锡（HAL）/ 无铅+有铅工业焊接产品、对
性能要求特别严格
的产品、没有太多
IC或BGA的PCB
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
沉镍金（IMG）贴片产品、对焊接
面均匀性要求特别
严格的产品
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
沉银（IMS）贴片产品、对焊接
面均匀性要求特别
严格的产品
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
沉锡（IMT）贴片产品、对焊接
面均匀性和焊接效
果都要求特别严格
的产品
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
电镀镍金（Au&Ni Plating）贴片产品、对焊接
面均匀性要求特别
严格的产品
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
抗氧化膜（OSP）/OSP+
金手指贴片产品、对焊接
面均匀性要求特别
严格的产品
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
电镀银（SP）通讯设备☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
电镀锡（TP）通讯设备☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆镀金手指(GF)插拔连接器不参与焊接不参与焊接☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆/
电镀厚金(ATP)通讯设备，信号传
输器
☆☆☆☆
Bonding/
信号传输
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
备注:星级越多表示比重越大或性能越高。
PCb各种表面处理耐老化性能对比修
PCb各种表面处理耐老化性能对比前言常见的无铅表面处理包括无铅喷锡、OSP、沉银、沉锡、沉金、水金等。
选择一个表面处理需要考虑很多因素，包括焊接能力、与焊料合金的兼容性、焊接的可靠性、引线可键合能力、连接磨损阻抗、电子连接阻抗、存储期，以及与自动光学检测系统的对比等。
对于存储期而言，在一般的室温环境条件下密封包装，水金、沉金、喷锡板的有效存储时间为半年，而沉银、沉锡、OSP板的有效存储时间为3个月。
存储的过程是一个缓慢老化的过程，期间表面处理由于受到环境中的温度或湿度的影响而产生一定的氧化或者劣化的情况，最终会影响到其可焊性能。
而实际SMT生产中，对超期存储的PCB而言，面对贴装中的分层风险，因而多数会采用烘板的办法来加以改善，但在吸湿分层风险得到解决的同时，高温的环境又进一步加速了表面处理的老化、劣化，此时又将带来可焊性的风险。
这种案例十分常见，如我司生产的一款水金板，前一年年初生产而第二年年初才进行贴装，贴装首板出现了分层随即对整批板进行了常规的烘板处理（150℃，2小时）。
在后续的贴件后检查出现了100%比率的可焊性不良情况：不同的表面处理在正常的工艺生产情况下可焊性差异并不十分明显，但在面临上述的老化过程时，由于镀层金属及结构的差异，各表面处理耐老化的性能不尽相同，因而最终的可焊性也可能大不相同。
因此在进行表面处理的选择以及各种表面处理的生产处理时，就需要对各种表面处理的耐老化性能进行一定的了解，方可做到有的放矢。
实验测试1.实验测试背景表面处理在生产以及贴装过程中，可能面对的老化按照处理方式大致可分为三类：长时间储存、高温烘烤以及多次回流。
为了获取到不同表面处理在面临上述各种现实存在的老化处理后的可焊性变化情况，设计了针对不同表面处理的不同老化处理方式的试验，之后进行可焊性的验证。
对试样分别进行了上述的回流处理后，采用润湿天平测试记录了5s润湿力值，并通过实际板印刷锡膏过炉进行了验证。
各种PCB之间的工艺区别
各种PCB之间的工艺区别镀金板(ElectrolyticNi/Au)OSP板(OrganicSolderabilityPreservatives)化银板(ImmersionAg)化金板(ElectrolessNi/Au，ENIG)化锡板(ImmersionTin)喷锡板1.镀金板镀金板制程成本是所有板材中最高的，但是目前现有的所有板材中最稳定，也最适合使用于无铅制程的板材，尤其在一些高单价或者需要高可靠度的电子产品都建议使用此板材作为基材。
2.OSP板OSP制程成本最低，操作简便，但此制程因须装配厂修改设备及制程条件且重工性较差因此普及度仍不佳，使用此一类板材，在经过高温的加热之后，预覆于PAD上的保护膜势必受到破坏，而导致焊锡性降低，尤其当基板经过二次回焊后的情况更加严重，因此若制程上还需要再经过一次DIP制程，此时DIP端将会面临焊接上的挑战。
3.化银板虽然”银”本身具有很强的迁移性，因而导致漏电的情形发生，但是现今的“浸镀银”并非以往单纯的金属银，而是跟有机物共镀的”有机银”因此已经能够符合未来无铅制程上的需求，其可焊性的的寿命也比OSP 板更久。
4.化金板此类基板最大的问题点便是”黑垫”(BlackPad)的问题，因此在无铅制程上有许多的大厂是不同意使用的，但国内厂商大多使用此制程。
5.化锡板此类基板易污染、刮伤，加上制程(FLUX)会氧化变色情况发生，国内厂商大多都不使用此制程，成本相对较高。
6.喷锡板因为cost低，焊锡性好，可靠度佳，兼容性最强，但这种焊接特性良好的喷锡板因含有铅，所以无铅制程不能使用。
另有”锡银铜喷锡板”由于大多数都不使用此制程，故特性资料取的困难.附图：。
pcb表面处理方式一是osp二是hasl此两种表面处理之区别在那呢 (1)
PCB表面处理方式:一是OSP ,二是HASL,此两种表面处理之区别在那呢?1热风整平（HAL）热风整平（HAL）或热风焊料整平（HASL）是20世纪80年代发展起来的一种先进工艺，到了90年代中、后期，它占据着整个PCB 表面涂（镀）覆层的90%以上。
只是到了90年代的末期，由于表面安装技术（SMT）的深入发展，才使HAL在PCB中的占有率逐步降低下来，但是，目前HAL在PCB表面涂（镀）覆中的占有率仍在50%左右。
尽管SMT的高密度发展会使HAL在PCB中的应用机率不断下降，但是HAL技术在PCB生产中的应用仍有很长的生命力，即使禁用铅的焊料（无铅的绿色焊料），无铅的HAL技术和工艺也会开发和应用起来。
1.1热风整平工艺和应用热风整平技术是指把PCB（一般为在制板 panel）浸入熔融的低共熔点（183℃，如图1所示）Sn/Pb（比例应等于或接近于63/37，操作温度为230∽250℃之间）合金中，然后拉出经热风（控制热风温度、风速和风刀角度，其中风刀结构与PCB板距离等已优化而固定下来）吹去多余的Sn/Pb合金，得到所要求组成和厚度的Sn/Pb合金层。
在热风整平生产过程中要控制和维护好Sn/Pb合金组成的成份比例（一般要定期补充纯锡，因为才锡比铅更易于氧化，加上锡也易于与其它金属形成合金，所以锡消耗比铅要快）。
同时，在高温热风整平的过程中，PCB上的铜也会熔入到Sn/Pb 合金中去，使Sn/Pb合金中含有铜的组分，由于铜和锡会形成高熔点的合金化合物，如Cu6/Sn5、Cu4/Sn3、Cu3/Sn等。
当Sn/Pb合金中的铜含量≥0.3%（重量百分比）时，不仅会是使热风整平温度提高（如超过250℃以上）才能得到平整而光亮的涂覆Sn/Pb合金层，甚至会形成粗糙不平或沙石状的表面。
因此应定期进行分析Sn和Pb含量与比例，以保证其比例处于62∽64/38∽36之间。
同时，由于锡比铅更易于氧化，因此，熔融的锡/铅合金表面应具有耐高温的防氧化剂或耐热助焊剂等加以保护。
PCB表面处理比较表
PCB 各种不同可焊表面及无铅制程在装配上之研讨(1)目前PCB各种常用的可焊表面处理分别为保焊剂(OSP) --Organic Solderability Preservatives喷锡(HASL)--- Hot Air Solder Levelling浸银(Immersion Silver Ag)浸锡(Immersion Tin Sn)化镍浸金(Electroless Nickel Immersion Gold, ENIG)2004年因喷锡板已突破设备、材料(Sn-Cu-Ni)的瓶颈,并成功量产,故喷锡已成PCB无铅表面处理的首选(目前Sn63/Pb37多层板喷锡市场占有率为90%以上)(2)各种常用可焊表面处理焊接BGA后(约美金100cent铜币大小的BGA图一)经拉力试验所得知强度比较表上表摘自PC FAB上的资料< 图一 >(3)各种表面处理之优点及缺点比较(4)一般含铅制程及无铅制程IR Reflow比较图:Lead free reflow(SnCuNi)两者比较得知无铅IR Reflow的 Peak temp比含铅多了约240℃-225℃=15℃Peak TEMP的时间多了 20-5=5 Sec 多了四倍Preheat也多了约(150~180℃)-(140~170℃)=10℃为避免装配时减少IR Reflow对Z axis expansion的冲击, 造成孔壁破拉裂,建议凡板厚超越70milm)或12层板以上用无铅制程者一律采用High Tg 170℃)的材料而不是一般FR4 Tg(135℃)的材料.Z axis expansion Before Tg *10-5m/m℃Z axis expansion After Tg *10-5 m/m℃。
PCB厂家pcb表面处理有哪些工艺-华强pcb
PCB厂家pcb表面处理有哪些工艺-华强pcb随着人类对于居住环境要求的不断提高，PCB生产过程中涉及到的环境问题也越来越受到关注。
尤其是铅和溴的话题是最热门的;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。
现在有许多PCB表面处理工艺，常见的是热风整平、有机可焊性保护剂(OSP)、全板镀镍金、沉金、沉锡、沉银、化学镍钯金、电镀硬金这几种工艺，下面将逐一介绍1、热风整平(喷锡)热风整平工艺的一般流程为：微蚀→预热→涂覆助焊剂→喷锡→清洗。
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。
热风整平分为垂直式和水平式两种，一般认为水平式较好，主要是水平式热风整平镀层比较均匀，可实现自动化生产。
优点：较长的存储时间;PCB完成后，铜表面完全的润湿了(焊接前完全覆盖了锡);适合无铅焊接;工艺成熟、成本低、适合目视检查和电测缺点：不适合线绑定;因表面平整度问题，在SMT上也有局限;不适合接触开关设计。
喷锡时铜会溶解，并且板子经受一次高温。
特别厚或薄的板，喷锡有局限，生产操作不方便。
2、有机可焊性保护剂(OSP)一般流程为：脱脂-->微蚀-->酸洗-->纯水清洗-->有机涂覆-->清洗，过程控制相对其他表明处理工艺较为容易。
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。
PCB板的无铅表面处理比较
PCB板的无铅表面处理比较随着环保意识的日益增强，无铅表面处理技术在PCB板制造中得到了广泛应用。
无铅表面处理技术旨在代替传统的有铅表面处理方法，从而避免铅对环境和人类的健康造成的潜在风险。
在本文中，我们将对几种常见的无铅表面处理方法进行比较，并探讨它们的优缺点。
1. OSP（Organic Solderability Preservatives）OSP是一种环保的表面处理技术，它通过在基材表面形成一层有机保护剂（常见的有机保护剂有有机酸、有机锡等）来提高基材的可焊性和可针性。
相对于有铅表面处理技术，OSP的优点是无需高温处理和特殊设备，成本较低。
而缺点是OSP对环境湿度较为敏感，容易在潮湿环境下失去保护作用。
2. ENIG（Electroless Nickel Immersion Gold）ENIG是一种无铅表面处理方法，它在基材表面形成一层镀镍和镀金的保护层。
ENIG技术的优点是镀金层具有良好的抗氧化性和焊接性能，使得焊接过程中不易产生焊接缺陷。
而缺点是ENIG镀层的成本较高，特别是对于大批量生产来说不太经济。
3. Immersion Tin浸锡是一种常见的无铅表面处理方法，它通过在基材表面形成一层锡保护层来提高其可焊性。
浸锡技术的优点是成本较低，生产过程简单。
而缺点是锡层易于氧化，从而降低其可靠性和可维修性。
4. HASL（Hot Air Solder Leveling）HASL是一种传统的有铅表面处理方法，但也可以通过使用无铅焊锡来实现无铅处理。
HASL技术的优点是成本低，适用于批量生产。
然而，由于铅的环境和健康风险，HASL正逐渐被更环保的无铅表面处理技术所取代。
总的来说，不同的无铅表面处理方法各有优缺点。
在选择适合自己的无铅表面处理方法时，需要考虑生产成本、产品可靠性、环境要求等方面的因素。
同时，随着技术的不断发展，无铅表面处理技术也在不断进化，未来可能会有更多新的无铅表面处理方法出现。
PCB表面处理方式综述
化学镍金镀层质量问题探讨
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目录
1、化学镍金反应机理 2、磷含量的定义 3、磷含量的分类 4、磷含量对镀层质量的影响 5、富磷层的定义和产生机理 6、IMC的定义和产生机理 7、金脆的定义 8、富磷层、IMC、金脆对焊接的影响 9、图例解说 10、如何保证ENIG产品的可靠性
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1、化学镍金的反应机理
⑴、 化学镍的反应原理：铜面在钯金属之催化作 用下通过“还原剂”和“镍离子”开始化学镀镍反 应，由于镍本身是进一步化学镀镍的催化剂，与镀 液中次磷酸钠的为还原剂的共同作用下，化学镀镍 沉积过程将不断继续下去，直至产品从槽液中取出。 ⑵、磷在化学镍的沉积过程中共镀到化学镍的镀层 中，所以化学镍并不是单纯的“镍”而实际上应该 是“镍磷”合金。严格来说“化学镀镍”也应该称 之为“化学镀镍磷合金”。 ⑶、化学金的反应原理：通过镍金置换的（或半置 换半还原）方式在镍面上沉积上金。
23
2、磷含量的定义
磷含量： 指在化学镀镍磷合金镀层中，磷所占的重量比 （w/w%）。 P%（ w/w%）=（P/P+Ni）*100%
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3、磷含量的分类
化学镍磷镀层根据镀层中磷含量的不同通常分为： 低磷镍、中磷镍、高磷镍。 低磷： 指镀层中磷含量占合金重量的比例为1—5%。 中磷： 指镀层中磷含量占合金重量的比例为6—9%。 高磷： 指镀层中磷含量占合金重量的比例为9—13%。
电镀镍金 10% 化学钯 很少
表面处理方式 无铅喷锡 OSP 化学镍金 化学锡 化学银 电镀镍金 化学钯
焊接主体 IMC主要成份 锡-锡 锡-铜 锡-镍 锡-铜 锡-铜 锡-镍 锡-铜 锡铜、锡锡 锡铜 锡镍 锡铜 锡铜 锡镍 锡铜
焊接可靠性 一般 好 好 一般 一般 一般 一般
PCB表面处理比较表表格格式
P C B表面处理比较表表格格式集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]PCB 各种不同可焊表面及无铅制程在装配上之研讨(1)目前PCB各种常用的可焊表面处理分别为保焊剂(OSP) --Organic Solderability Preservatives喷锡(HASL)--- Hot Air Solder Levelling浸银(Immersion Silver Ag)浸锡(Immersion Tin Sn)化镍浸金(Electroless Nickel Immersion Gold, ENIG)2004年因喷锡板已突破设备、材料(Sn-Cu-Ni)的瓶颈,并成功量产,故喷锡已成PCB无铅表面处理的首选(目前Sn63/Pb37多层板喷锡市场占有率为90%以上)(2)各种常用可焊表面处理焊接BGA后(约美金100cent铜币大小的BGA图一)经拉力试验所得知强度比较表上表摘自PC FAB上的资料< 图一 >(3)各种表面处理之优点及缺点比较处理优点缺点保焊剂(a)焊锡性特佳是各种表面处理焊锡强度的指标(benchmark)(b)对过期板子可重新Recoating一次(c)平整度佳, 适合SMT装配作业(d)可作无铅制程(a)打开包装袋后须在24小时内焊接完毕, 以免焊锡性不良(b)在作业时必须戴防静电手套以防止板子被污染(c)IR Reflow的peak temp为220℃对于无铅锡膏peak temp要达到240℃时第二面作业时之焊锡性能否维持目前被打问号〝〞, 但喜的是目前耐高温的已经出炉, 有待进一步澄清.(d)因OSP有绝缘特性, 因此testing pad一定有加印锡膏作业以利测试顺利.在有孔的testing pad更应在钢板stencil用特殊的开法让锡膏过完IR后,只在pad及孔壁边上而不盖孔,以减少测试误判.(e)无法使用ICT测试,因ICT测(4)一般含铅制程及无铅制程IR Reflow比较图:Lead free reflow(SnCuNi)两者比较得知无铅IR Reflow的 Peak temp比含铅多了约240℃-225℃=15℃Peak TEMP的时间多了 20-5=5 Sec 多了四倍Preheat也多了约(150~180℃)-(140~170℃)=10℃为避免装配时减少IR Reflow对Z axis expansion的冲击, 造成孔壁破拉裂,建议凡板厚超越70milm)或12层板以上用无铅制程者一律采用High Tg 170℃)的材料而不是一般FR4 Tg(135℃)的材料.Z axis expansion Before Tg *10-5m/m℃Z axis expansion After Tg *10-5 m/m℃。
表面处理比较
适用主要类型
制造成本 （TW参考成
本：元）
业界大约 比例
目前TW及 产能
（KFT2）
早期最主要方 式，适用于大 焊盘宽线距， 不适用于HDI
中高（无 铅：2.4，有 铅：1.5）
25%-40%
682
满足大多数类
型，高低技术 难度均可，最
最低（0.5）
有前途
25%-30%
1689
实际订单 （8月 KFT2）
PCB表面处理主要类型
工序流程
优点
喷锡
有铅 无铅
OSP
微蚀—水洗—涂耐 1、很高可靠性与可焊性
高温助焊剂—喷锡
—水洗
2、保存期长达18个月
1、镀层均一，表面平坦
除油—微蚀—酸洗 2、焊接可靠性好
—纯水洗—OSP—清 3、防氧化，耐热冲击
洗—烘干
4、工艺简单，成本低
5、无铅制程
缺点
1.制程脏，味难闻，高温 2.镀层不平坦不均匀 3.锡球易入孔短路 1.不适合多次REFLOW 2.防划伤 3.不耐高温 4.储存环境严格，保存期 仅6个月
4、报价及接单建议：
1）、从以上表格可以看出，我司实际OSP产能还有很大空间（1689-476KFT2），且工序成本低廉，工序效率也极高。 假如我们能争取10万尺喷锡板转为OSP，10万尺沉金转为OSP，则每月大约可节约成本：10万X1.5+10万X9.6=111万。（未考虑定单价格变化） 2）、在报价及接单过程中，建议极力向客户推荐首选OSP。若能与客户本着长期合作，互惠互利原则，说服客户接受OSP表面处理，则我司可以更低单价提高接单竞争力和利润 率，客户也可以更低成本获得所需PCB板。当然需客户对应了解下游工艺条件及储存环境要求等。 3)、报价议价阶段，建议按如下顺序推荐选择：OSP-HASL-沉锡-沉金-镀金。对于HASL要注意无铅喷锡温度高，在客户端有产生爆板隐患，且不适于环保要求的无铅制程。 4)、PE MI也将从节约成本出发，综合品质等要素，EQ争取成本最优之表面处理。
关于PCB板表面处理,镀金和沉金工艺的区别
关于PCB板表面处理,镀金和沉金工艺的区别
关于PCB板表面处理,镀金和沉金工艺的区别
一、PCB板表面处理
PCB板的表面处理工艺包括：抗氧化，喷锡，无铅喷锡，沉金，沉锡，沉银，镀硬金，全板镀金，金手指，镍钯金OSP等。
要求主要有：成本较低，可焊性好，存储条件苛刻，时间短，环保工艺，焊接好，平整。
喷锡：喷锡板一般为多层（4-46层）高精密度PCB样板，已被国内多家大型通讯、计算机、医疗设备及航空航天企业和研究单位采用。
金手指（connecting finger）是内存条上与内存插槽之间的连接部件，所有的信号都是通过金手指进行传送的。
金手指由众多金黄色的导电触片组成，因其表面镀金而且导电触片排列如手指状，所以称为“金手指”，金手指板都需要镀金或沉金。
金手指实际上是在覆铜板上通过特殊工艺再覆上一层金，因为金的抗氧化性极强，而且传导性也很强。
不过因为金昂贵的价格，目前较多的内存都采用镀锡来代替，从上个世纪90年代开始锡材料就开始普及。
目前主板、内存和显卡等设备的“金手指”几乎都是采用的锡材料，只有部分高性能服务器/工作站的配件接触点才会继续采用镀金的做法，价格自然不菲的。
二、镀金和沉金工艺的区别
沉金采用的是化学沉积的方法，通过化学氧化还原反应的方法生成一层镀层，一般厚度较厚，是化学镍金金层沉积方法的一种，可以达到较厚的金层。
镀金采用的是电解的原理，也叫电镀方式。
其他金属表面处理也多数采用的是电镀方式。
在实际产品应用中，90%的金板是沉金板，因为镀金板焊接性差是他的致命缺点，也是导致很多公司放弃镀金工艺的直接原因！
沉金工艺在印制线路表面上沉积颜色稳定，光亮度好，镀层平整，
可焊性良好的镍金镀层。
PCB表面处理方式综述
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4、磷含量对镀层质量的影响
磷含量 低磷镍
中磷镍
耐腐蚀性 差
好
焊锡性 好
好
润湿性 好
好
富磷层 不容易
一般
高磷镍
好
一般
一般
容易
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5、富磷层的定义和产生机理
A、富磷层的定义： 富磷层是指镀层中磷相对富集的部份。 B、富磷层的产生机理 （1）、浸金过程中由于镍金发生置换反应而磷不参与反应， 则失去镍的镀层较正常镀层的磷含量偏高形成磷的轻微富 集。但是如果在浸金过程中受到药水的过度攻击或浸金前 镍面受到污染则有可能化金后造成严重的镍面腐蚀进而形 成严重的富磷层。（如图1、2、3、4所示） （2）、焊锡过程中由于镍与锡形成IMC层，而磷不参与反 应，则失去镍的镀层较正常镀层的磷含量偏高形成磷的二 次富集。（如图5、6、7所示）
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无铅喷锡的特点
喷锡制程比较脏、难闻、危险，因而从未是令人 喜爱的工艺，但其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，其平坦性将影响后续的组装；故HDI板一 般不采用喷锡工艺。随着技术的进步，业界现在已 经出现了适于组装间距更小的QFP和BGA的喷锡 工艺，但实际应用较少。近年来无铅化的趋势要求， 喷锡的使用受到进一步的限制。 无铅喷锡也由于涉及到设备的兼容性问题而难以 大量使用。
制相对其他表面处理工艺较为 容易。 OSP工艺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， OSP将是最理想的表面处理工艺。
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化学锡的特点
化学锡工艺可以形成平坦的铜锡金属间化 合物，这个特性使得化学锡具有和喷锡一 样的好的可焊性而没有喷锡令人头痛的平 坦性问题。化学锡板不可存储太久，组装 时必须根据浸锡的先后顺序进行。 化学锡被引入表面处理工艺是近十年的事 情，该工艺的出现是生产自动化的要求的 结果。化学锡在焊接处没有带入任何新元 素，特别适用于通信用背板。在板子的储 存期之外锡将失去可焊性，因而浸锡需要 较好的储存条件。另外浸锡工艺中由于含 有致癌物质而被限制使用。
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PCB成品金属表面处理工艺对比
由于目前PCB SMT技术的发展，元件的焊接点越来越多，越来越密，以及传统的喷锡流程中含有的铅对环境的影响，促使化学镍金，沉银及沉锡呼之欲出。
现就其持性做简单对比：
1．喷锡，由于其热风处理后，Sn面并非水平整，对于密集的SMT 焊接时，极易出现困难，同时由于热风处理的含铅量高，对于
环境的污染特别大，从而要求更新的流程来取代它。
2．化学镍金，化学镍金有良好的焊接性，同时表面平整，非常适合密集的SMT的焊接，但是由于其加工流程长，废水量大，
同时化学金过程中含有剧毒的氰，对于环境有较大影响，再者
金的价格昂贵，故化学银及化学锡流程随之推出。
3．化学沉银，由于其为简单的置换反应，银层簿在6—25u”，金属表面平整，适密集的SMT焊接。
由于银迁移等技术问题，
化学锡比它有更优势。
4．化学沉锡，也是根据铜锡化学电位差，产生的置换反应，形成的锡层覆盖铜面，易于焊接的同时，其流程简单，废水量小，
与沉银一样适合做水平流程。
沉锡培训材料
一．沉锡流程及各药槽功能和原理
1．沉锡流程
2．各药槽功能和原理
二．沉锡流程检测
1．水质要求
2．Microetch之微蚀量检测
3．沉锡厚度控制
三．沉锡板主要检查项目
1．Sn 厚度
2．Sn Cu结合力测试
3．离子污染测试
4．可焊性检查及wetting banlance
5．板面检查
四．沉锡板作业及储存注意事项
五．重工流程
一．沉锡流程及各药槽功能和原理
a)沉锡流程
酸性除油→DI水洗→微蚀→DI水洗→预浸→沉锡→热DI 水洗→DI水洗→烘干
b)各药槽功能和原理
①除油：
为避免碱性物质对抗焊油墨的攻击，其为酸性清洁剂，其主要功能是去除油脂，污染物，氧化物及手指印。
并与防焊绿油有良好之相容性
②微蚀：
主要功能是微蚀铜面使表面粗化，加强清洁之作用。
有以下两种微蚀剂：
a．改良的过硫酸盐型：
Na2S8O4→Na2SO4+[O]
Cu + Cu2+ + [O] = Cu2O
Cu2O + [O] = CuO
[O]+Cu→CuO
CuO+H2SO4→CuSO4+H20
b．加湿润剂的双氧水型：此微蚀液含湿润剂，以增加后药缸药水的湿润性。
H2O2→H2O+[O]
其它反应原理同上。
③预浸：
此缸的主要成分与沉锡缸基本相同，但不含锡离子。
其主要功能是减少对沉锡缸的污染，避免稀释沉锡缸浓度及增加Cu面的湿润度，以提供更平均和光滑的锡镀层。
此缸不能含有锡离子，否则在此缸发生沉锡反应，从而
导致锡面不良。
④沉锡：
此步骤根据化学电位差之原理，因锡与铜之间的电位差距，使铜与锡离子能进行自发性的置换反应。
使铜面浸上一层薄锡。
主要反应：Sn2++Cu→Sn+Cu2+
二．沉锡流程检查：
1．水质要求：
所有药水缸及水洗须用DI水，水质要求：导电率：小于20us,PH6—8 ,及以硝酸银测试时没有混浊反应，主要防止水中氯离子污染槽液和影响沉锡外观。
2．Microetch之微蚀量控制：20—40微英寸。
检测方法与其他微蚀缸同
3．沉锡厚度控制：
PCB制造厂要求沉银厚度通常是0,6—1.2微米。
检测方法：X—RAY测量或重量法。
三．沉锡板主要检查项目：
1．锡厚：通常要求0.6—1.2微米
2．结合力测试：用3M胶带扯，无甩锡，扯胶后胶渍用溶剂除去。
3．离子污染测试：要求小于4.2mg/cm2(NacL)
4．可焊性检查：浸入锡炉中锡面需上锡。
5．板面检查：检查板面颜色是否光亮均匀，有无发黄，发黑，
凹凸不平，露铜，粘附物及刮花。
6.Wetting balance test
即锡面老化时，可焊性测试，要求焊锡良好。
四．沉锡板作业及储存注意事项：
1．拿取沉锡后板子时，避免锡面受手指印及氯离子的污染。
2．沉锡后成品板避免刮花，板与板之间应以不含S不含Cl 的干净纸隔开。
3．沉锡流程后成品板应包装，板与板以纸隔开。
4．沉锡后尽量避免烘烤。
由于高温会加速锡铜的扩散，当铜扩散到锡面时，会降低其可焊性，同时也会缩短产品的保
质期。
五．重工流程
对于因擦化，发黄等各种原因需返作的板，建议先退锡，再烘烤（由沉锡缸含硫脲，上一次沉锡时对抗焊油墨有攻击），然后按正常流程沉锡。