幾種PCBA表面處理的類型

表面處理技術(shù)

目前，PCBA生產(chǎn)所涉及的環(huán)境問題尤為突出。鉛和溴是目前最熱門的話題。無鉛無鹵會(huì)在多方面影響PCB的發(fā)展。雖然目前PCBA表面處理工藝的變化并不顯著，似乎也比較遙遠(yuǎn)，但需要注意的是，長期緩慢的變化會(huì)帶來很大的變化。隨著環(huán)境問題的增加，PCBA表面處理技術(shù)必將在未來發(fā)生巨大變化。

PCB表面光潔度是組件和裸板PCB之間的涂層。應(yīng)用它有兩個(gè)基本原因：確?？珊感院捅Ｗo(hù)裸露的銅電路。由于表面處理有多種類型，選擇正確的表面處理并非易事，尤其是在表面貼裝變得更加復(fù)雜以及 RoHS 和 WEEE 等法規(guī)改變了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的情況下。

最近，我們靖邦在PCBA制造時(shí)可能使用的常見PCB表面處理技術(shù)有HASL（熱風(fēng)焊料整平）、有機(jī)涂層（OSP）、化學(xué)鍍鎳/金、化學(xué)鍍銀、化學(xué)鍍錫等。

HASL（熱風(fēng)焊料整平）/HASL 無鉛：

熱風(fēng)焊料整平是在PCB表面涂上熔融的錫鉛焊料并加熱壓縮空氣整平（吹），使其形成一層既抗銅氧化又具有良好焊接性的涂層。在熱風(fēng)焊料整平過程中，PCB應(yīng)浸入熔化的焊料中。氣刀在焊料凝固前將液態(tài)焊料沖洗干凈，可以最大限度地減少銅面上焊料的月牙形，防止焊橋。

熱風(fēng)整流分為立式和臥式兩種。一般來說臥式較好，臥式熱風(fēng)整平涂層以均勻?yàn)橹?。自?dòng)化生產(chǎn)的一般流程如下：微腐蝕→預(yù)熱→涂助焊劑→噴錫→清洗。

優(yōu)點(diǎn)：低成本、可用、可維修

缺點(diǎn)：表面不平整，不適合細(xì)間距元件，熱沖擊，不適合電鍍通孔 (PTH)，潤濕性差

有機(jī)涂層 (OSP)：

與其他表面處理工藝不同，OSP 充當(dāng)銅和空氣之間的屏障。簡單來說，OSP是在潔凈的裸銅表面上生長一層有機(jī)皮膜的化學(xué)工藝，具有抗氧化、抗熱震和抗潮的作用，保護(hù)銅表面不生銹（氧化或硫化等）。 ) 在正常環(huán)境中。同時(shí)，在焊接后的焊接溫度下，必須容易被焊劑清除。有機(jī)涂層工藝簡單、成本低，使其在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。早期的有機(jī)涂料分子是防銹咪唑和苯并三唑，最近的分子主要是苯并咪唑。為了保證可以多次回流，如果銅表面只有一層有機(jī)涂層，可能就不行了，也就是說，必須有許多有機(jī)層，這就是為什么通常將銅溶液添加到化學(xué)浴中的原因。涂完第一層后，涂層吸附銅，然后，第二層有機(jī)涂層分子與銅結(jié)合，直到二十個(gè)甚至上百個(gè)有機(jī)涂層分子集中在銅表面。

其一般流程為：脫脂→微蝕→酸洗→純水清洗→有機(jī)涂層→清洗，與其他處理工藝相比要容易得多。

優(yōu)點(diǎn)：無鉛、平面、工藝簡單、可修復(fù)

缺點(diǎn)：對(duì) PTH 不利，敏感，保質(zhì)期短 

ENIG（化學(xué)鍍鎳/沉金）：

與OSP不同，ENIG只是一種厚鎳金合金，在銅表面具有優(yōu)異的電氣性能，可以長期保護(hù)PCB并起到防銹層的作用，在PCB的長期使用中可以發(fā)揮作用并達(dá)到良好的電氣性能. 更重要的是，它還具有其他表面處理工藝所不具備的環(huán)境耐受性。鍍鎳是因?yàn)榻鸷豌~相互擴(kuò)散，而鎳層可以阻止它們之間的擴(kuò)散。如果沒有鎳層，金將在數(shù)小時(shí)內(nèi)擴(kuò)散到銅上?；瘜W(xué)鍍鎳/浸漬的另一個(gè)好處是鎳的強(qiáng)度，它只有 5um 厚，可以控制高溫下的 Z 膨脹。此外，化學(xué)鍍鎳/鍍金還可以防止銅溶解，這將有利于無鉛焊接。 

一般流程為酸洗清洗→微蝕→預(yù)浸→活化→化學(xué)鍍鎳→化學(xué)浸出。整個(gè)過程有6個(gè)化學(xué)品罐，涉及近100種化學(xué)品，相對(duì)復(fù)雜 

優(yōu)點(diǎn)：平面、堅(jiān)固、無鉛、適合 PTH

缺點(diǎn)：黑墊綜合癥，昂貴，不適合重新制作

沉銀：

smt生產(chǎn)中銀浸漬工藝的難點(diǎn)介于OSP和化學(xué)鍍鎳之間。浸銀不會(huì)在pcb上披上厚重的鎧甲，即使在高溫、潮濕和污染環(huán)境中也能提供出色的電氣性能并保持良好的可焊性，但會(huì)失去光澤。由于銀層下方?jīng)]有鎳，因此浸銀不具備 ENIG 所需的所有良好物理強(qiáng)度。浸銀是一種置換反應(yīng)，幾乎是亞微米級(jí)的純銀鍍層。有時(shí)工藝中還含有有機(jī)物，主要是為了防止銀的腐蝕和消除銀遷移問題。一般來說，很難測(cè)量這一薄層中的有機(jī)物，分析表明，有機(jī)物的重量不到1%。

浸錫：

由于目前所有的焊料都是基于錫的，所以焊料層可以匹配任何類型的焊料。但是，以往的PCB浸漬工藝容易產(chǎn)生錫須，焊接時(shí)錫須和錫的轉(zhuǎn)移會(huì)帶來一些無法避免的問題，從而限制了浸漬工藝的使用。溶液中加入有機(jī)添加劑后，錫層結(jié)構(gòu)呈顆粒狀，克服了以往的問題，具有良好的熱穩(wěn)定性和可焊性。

浸錫工藝可形成扁平的銅錫類化合物，具有良好的可焊性，與熱風(fēng)整平一樣，但不存在平整度問題?；瘜W(xué)鍍鎳和浸漬金屬之間也沒有擴(kuò)散問題，只是不能浸泡錫板存放太久。

成本和可焊性的比較 

成本：電鍍鎳金>沉金>沉銀>沉錫>噴錫>OSP。

實(shí)際可焊性：電鍍鎳金>HASL>OSP>ENIG>沉銀>沉錫

常用表面處理方法的特點(diǎn)：