pcb表面处理工艺有哪些 pcb表面工艺选择

我们画完PCB后，把它送到PCB板厂打样或者批量生产。我们在向板工厂订购时，会附上PCB加工工序这个文档。其中之一是选择哪一个PCB表面处理过程，然后选择不同的PCB表面处理过程，对最终的PCB加工报价产生很大影响，不同的PCB表面处理过程花费不同的费用。以下是PCB关于表面处理过程的一些术语的科学说明。

首先，描述为什么对表面进行特殊处理。

铜在空气中容易氧化，铜的氧化层对焊接有很大影响，容易形成假焊接、虚焊，严重时焊接盘和部件不能焊接。因此，PCB生产制造时，有在焊接盘表面涂敷（电镀）物质，保护焊盘不被氧化的工序。

在目前国内板厂的PCB航班表面处理中，有锡喷射（HASL、hotairsolderleveling热风整平、沉锡、沉银、OSP（防止氧化）、沉金ENIG、电镀金等，当然，在特殊用途中也有特殊的PCB表面处理。

不同PCB与表面处理过程相比，他们的成本不同，当然使用的情况也不同，只选择正确的不选择高的。目前，由于最完美的PCB表面处理过程并不适合所有应用场景（这里是性价值比，也就是说可以以最低价格满足所有PCB应用场景），所以有这么多的过程可以让我们选择，当然每个过程都有千秋。存在是合理的，关键是要认识到我们经常使用他们。

下面比较不同PCB表面处理过程的优点和缺点和应用场景。

赤铜板

优点：成本低，表面平坦，焊接性好（未氧化时）。

缺点：容易受酸和湿度的影响，放不长，需要在解封后2小时内用完。因为铜暴露在空气中容易氧化。第二个面板不能使用。因为第一次回流焊接使第二面氧化了。有试验点的情况下，为了防止氧化必须印刷锡膏。不那样做的话，就不能很好地接触到探针。

喷锡板（HASL，Hot Air Solder Levelling，热风整平）

优点：价格低，焊接性能好。

缺点：喷锡板的表面平坦度较差，不适合用于焊接细间隙的销和过小部件。PCB加工中容易产生锡珠solderbead，微间隙销finepitch）容易在元设备上产生短路。在双面SMT工艺中使用时，由于第二面通过了一次高温回流焊接，因此通过锡喷射再熔融容易产生锡珠或因水珠等重力而滴下的球状锡点，表面变得更不均匀，影响焊接问题。

锡喷射过程在PCB表面处理过程中处于主导地位。1980年代，超过4分之3PCB麻雀喷射过程被使用了，不过，过去10年间，在业界麻雀喷射过程的使用减少了。由于锡喷射过程相对肮脏、臭味和危险，所以不是优选的过程，但锡喷射过程对于尺寸大的元件和间隔大的导线来说是一个极好的过程。在高密度PCB下，锡喷射过程的平坦性影响后续组装。因此HDI板通常不使用锡喷射过程。随着技术的进步，业界现在出现了组装间距较小QFP和适合BGA的锡喷射过程，但实际应用较少。目前，部分工厂采用OSP工艺和浸金工艺代替锡喷射工艺。随着技术的发展，一些工厂采用了沈锡沉银工艺。除了近年来无铅化趋势之外，锡喷射过程的使用还受到了限制。现在正在发生所谓的无铅锡喷射，这可能与设备的兼容性问题有关。

OSP（Organic Soldingpreservative，防止氧化）

优点：裸铜板焊接具有所有优点，过期（3个月）的板也可以恢复表面处理，但通常以一次为限。

缺点：容易受酸和湿度的影响。用于二次回流焊接时，必须在一定时间内完成，通常二次回流焊接的效果比较差。保管期超过3个月后必须重新开始表面处理。打开包装后必须在24小时内用完。因为OSP是绝缘层，所以为了使试验点接触针点进行电气试验，必须印刷锡膏以除去以往的OSP层。

OSP工程既可以用于低技术含量的PCB，也可以用于单面电视用PCB、高密度芯片封装用板等高技术含量的PCB。BGA的情况下，OSP的应用也很多。PCB如果没有表面耦合功能要求或存储时段的限制，OSP过程是最理想的表面处理过程。但是OSP不适合少量多样的产品，也不适合需求预测不适当的产品，公司内部电路板的库存超过6个月的情况下，OSP不推荐使用表面处理的板。

沉金（ENIG，Electroless Nickel Immersion Gold）

优点：不易氧化，可长时间保存，表面平坦，适合焊接细间隙的销和焊接点小的部件。键PCB板的设置。即使可以重复多次溢出焊接，焊接性也不会降低。COB（ChipOnBoard）可以用作击球线的基材。

缺点：成本高，焊接强度差。因为没有使用电镀镍程，所以容易发生黑盘的问题。镍层随时间氧化，长期可靠性是问题。

沉金过程与OSP过程不同，主要用于在表面具有连接功能性要求和长时间保存的板，例如键触点区域、路由器外壳的边缘区域、芯片处理器的弹性连接的电触区等。由于锡喷射过程的平坦性问题和OSP过程助焊剂的去除问题，在1990年代沉金被广泛使用。之后，由于黑盘、脆镍磷合金的出现，沉金工艺的应用减少了，但是现在大部分高科技PCB工厂都有沉金线。考虑到除去铜锡金属间化合物焊接点就会变脆，相对脆的镍锡金属间化合物会产生很多问题。因此，便携式电子产品（例如，便携式电话）大部分采用OSP、沉银或是用锡形成的铜锡金属间化合物焊接点，采用形成沉金键区域、触区和EMI的屏蔽区域，即所谓的选择性沉金过程。

沉银ENIG、Electroless Nickel Immersion Gold)沉银比沉金便宜、PCB需要功能性的要件和成本削减时，沉银是好的选择。沉银如果增加良好的平坦度和接触性，则沉银过程应被更多选择。多应用于通信产品、汽车、电脑外设面沉银，也应用于高速信号设计面沉银。沉银即使在高频信号中，也可以用于具有与其他表面处理相当的良好电特性。EMS组装简单，检查性良好，建议使用沉银流程。但是，沉银由于存在光泽的消失、焊接点的空洞等缺陷，所以其成长缓慢（但是不下降）。

沈锡ENIG，Electroless Nickel Immersion Gold）

沈锡在表面处理过程中引入近十年，这个过程的出现是生产自动化要求的结果。沈锡在焊接处不带新要素，特别适合通信用背板。由于锡在板的贮藏期外失去了焊接性，所以锡沉淀需要更好的储藏条件。另外，由于在沈锡工序中含有致癌物质，所以使用受到限制。

老wu经常发现同伴们对沉金和镀金技术愚蠢模糊，下面比较沉金技术和镀金技术的区别和适用的场景

沉金与镀金结晶结构不同，沉金板比镀金板更容易焊接，不会造成焊接不良。

沉金板上只有镍金存在于衬垫上，趋肤效应信号的传输在铜层中不影响信号。

沉金比镀金晶体结构更致密，不易氧化。

沉金板只是焊接盘上有镍金，不会发生金线而变短。

沉金板焊盘只有镍金，线路上的焊接电阻和铜层的结合更牢固。

沉金金黄色，比镀金更黄更漂亮。

沉金比电镀软，在耐磨性方面不及电镀，对金手指板电镀效果高。