电路板制作中那些表面处理方式

PCB表面处理是什么？

PCB表面处理位于元件的金属面和PCB上的焊盘之间，用于保护铜箔免受氧化并为PCB贴片提供可焊接的表面。每种PCB表面处理都有其优点和缺点，可以根据要求进行定制。

虽然目前PCB表面处理的常规选择无外乎无铅喷锡（HASL）和沉金（ENIG），但品升高的工艺涵盖了所有常见类型的PCB表面处理，如OSP 、Hard Gold 、 ENEPIG 、ISn 、IAg等。

我们为您分析每种表面处理的优缺点，供您在制造PCB前参考。

PCB表面处理的工艺要点

1. 平面度

2. RoHS（含铅或无铅）

3. 成本

4. 保质期

5. 可返工性

PCB表面处理的测量单位

• 微英寸 (1μ”) = 0.000001” (英寸)
• 微米 (1μm) = 39.37μ” ( μinch )
• 1mil = 25.4μm = 0.001”（英寸）

PCB表面处理的类型

Hasl无铅喷锡

“将 PCB 浸入熔融焊料中，以覆盖所有暴露的铜表面，用‘热风刀’去除多余的焊料”。

无铅喷锡常用的合金有Sn/Ag/Cu（SAC）、Sn/Cu/Co、Sn/Cu/Ni/Ge等，其厚度范围为300-1000μ'' 。 无铅喷锡PCB甚至可以承受 260 摄氏度的高温。 Hasl无铅喷锡是电路板的主要PCB表面处理，因为它符合RoHS和WEEE规定 ，而且价格便宜。

优点：

• 低成本
• 适用范围广
• 易于加工
• 可返工
• 出色的保质期（ 12 个月以上）
• 可用目视检查和测试

缺点：

• 表面不平整（焊珠）
• 不适合 PTH（高热应力）
• 不适合厚铜板
• HASL对环境不友好

ENIG （沉金）

两层金属涂层- ENIG 使用厚的、电良好的镍金覆盖铜，通常 2-8 μ'' Au 覆盖 120-240 μ'' 镍，其中镍沉积在钯催化的铜表面上，金粘附通过分子交换到镀镍区域，在焊接过程之前保护镍（实际焊料表面） ，同时Au提供低接触电阻和良好的润湿性。

满足细间距贴片和无铅的平面要求，尽管它比其他产品贵一点，但毫无疑问，ENIG已经成为许多类别最常用的PCB表面处理，例如手机或电源。

优点：

• 出色的平整度（适合细间距贴片，如BGA、QFP... ）
• 无铅
• 对 PTH 有好处
• 保质期长（约12个月）
• 良好的接触电阻
• 非常适合厚铜 PCB

缺点：

• 较贵
• 黑垫风险
• 高频信号丢失
• 电磁干扰
• 不可返工

电解镍/金（硬金）

同样的两层金属涂层，与 ENIG 不同的是，这种 PCB 表面处理是电镀而不是化学浸没，在镀金之前先镀镍层。由于PCB必须充当电极，因此必须在阻焊工艺之前进行电镀。

由于可焊性不稳定，目前只用于IC载板（PBGA/FCBGA/FCCSP...） ，或者明确要求的金手指。

优点：

• 平整的表面
• 无铅
• 出色的保质期（ 12 个月以上）
• 特别适用于接触式开关或“金手指”
• 适用于 IC 载体 PCB

缺点：

• 金面易氧化

• 金晶须可能导致短路

• 趋肤效应

ENEPIG（化学镀镍/钯浸金）

ENIG的“黑垫”解决方案。通过引入一层钯（4 到 20 μ''），防止 Ni 层（120 - 240 μ''）被 Au（2 到 8 μ''）过度腐蚀，ENEPIG 在 1990 年代出现，也带来了更好地选择引线键合。

ENEPIG虽然不是目前常用的PCB表面处理，但发展迅速。

优点：

• 平整的表面
• 无铅
• 出色的保质期（ 12 个月以上）
• 适用于 IC 载体 PCB
• 非常适合金/铝线缝合
• 形成可靠的 Ni/Sn 焊点

缺点：

• 昂贵
• 电镀加工复杂
• 技术不成熟

OSP （有机可焊性防腐剂）

在干净的裸铜表面上，化学涂上一层有机薄膜。该膜是一种水性有机化合物，可选择性地与铜结合，提供有机金属层，保护铜表面在正常环境下不生锈。在随后的焊接中，它会很快被移除。

优点：

• 无铅
• 平整表面，适用于细间距贴片（ BGA、QFP... ）
• 非常薄的涂层
• 可与其他PCB表面处理一起使用（例如OSP+ENIG ）
• 低成本
• 可返工性

缺点：

• 对 PTH 不友好
• 较敏感
• 保质期短（<6 个月）
• 不适合压接技术
• 不适合多次回流
• 铜会在贴片时暴露出来，需要相对激进的助焊剂

• 难以检查，可能会导致 ICT 测试出现问题

沉锡（ ISn ）

锡将直接涂在铜上以起到保护作用。它不会给焊接表面带来任何新元素，尤其适用于通信背板。但铜和锡之间有很强的亲和力，一种金属向另一种金属的扩散不可避免地会发生，直接影响保质期。 ISn需要良好的储存，但由于存在致癌物而受到限制。

优点：

• 无铅
• 平坦的表面
• 具有优异孔壁润滑性的均匀涂层
• 低成本
• 适用于压接技术
• 可返工

缺点：

• 对 PTH 不好
• 致癌物的存在
• 搬运损坏风险
• 锡须（最好在 6 个月内使用）
• 不适合多次回流
• 检查困难

沉银（ IAg ）

一种很好的 ENIG 替代品，具有适中的保质期（约 12 个月）和其他 PCB 表面处理无法比拟的良好电气性能，但它容易受到二氧化硫的影响，这会使表面失去光泽并形成 AgS2 层。该层不利地影响可焊性。为避免这种污染，我们将 PCB 包装在镀银纸和密封包装中。

优点：

• 无铅
• 优异的可焊性
• 用于细间距的平面
• 样品处理
• 可焊铝线
• 成本效益（比 ENIG）
• 低高频信号损失（趋肤效应）
• 保质期长（ 6-12个月）

缺点：

• 失去光泽
• 银须
• 对搬运、电气测试、包装敏感
• 检查困难
• 不适合纵横比 > 1:1 的微通孔
• 不适合兼容性引脚（ Ni-Au 引脚）

还不确定哪种类型的 PCB 表面处理适合您的 PCB 项目？现在联系我们以获得免费的DFM/A建议了。

获取即时在线工程支持！