幾種PCBA表面處理的類(lèi)型

表面處理技術(shù)

目前，PCBA生產(chǎn)所涉及的環(huán)境問(wèn)題尤為突出。鉛和溴是目前最熱門(mén)的話(huà)題。無(wú)鉛無(wú)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(zhù)，似乎也比較遙遠，但需要注意的是，長(cháng)期緩慢的變化會(huì )帶來(lái)很大的變化。隨著(zhù)環(huán)境問(wèn)題的增加，PCBA表面處理技術(shù)必將在未來(lái)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。應用它有兩個(gè)基本原因：確?？珊感院捅Ｗo裸露的銅電路。由于表面處理有多種類(lèi)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雜以及 RoHS 和 WEEE 等法規改變了行業(yè)標準的情況下。

最近，我們靖邦在PCBA制造時(shí)可能使用的常見(jiàn)PCB表面處理技術(shù)有HASL（熱風(fēng)焊料整平）、有機涂層（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(wú)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(guò)程中，PCB應浸入熔化的焊料中。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(lái)說(shuō)臥式較好，臥式熱風(fēng)整平涂層以均勻為主。自動(dòng)化生產(chǎn)的一般流程如下：微腐蝕→預熱→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，不適合細間距元件，熱沖擊，不適合電鍍通孔 (PTH)，潤濕性差

有機涂層 (OSP)：

與其他表面處理工藝不同，OSP 充當銅和空氣之間的屏障。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，OSP是在潔凈的裸銅表面上生長(cháng)一層有機皮膜的化學(xué)工藝，具有抗氧化、抗熱震和抗潮的作用，保護銅表面不生銹（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。有機涂層工藝簡(jiǎn)單、成本低，使其在工業(yè)上得到廣泛應用。早期的有機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涂層，可能就不行了，也就是說(shuō)，必須有許多有機層，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，第二層有機涂層分子與銅結合，直到二十個(gè)甚至上百個(gè)有機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→有機涂層→清洗，與其他處理工藝相比要容易得多。

優(yōu)點(diǎn)：無(wú)鉛、平面、工藝簡(jiǎn)單、可修復

缺點(diǎn)：對 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(cháng)期保護pcb并起到防銹層的作用，在PCB的長(cháng)期使用中可以發(fā)揮作用并達到良好的電氣性能. 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。鍍鎳是因為金和銅相互擴散，而鎳層可以阻止它們之間的擴散。如果沒(méi)有鎳層，金將在數小時(shí)內擴散到銅上?；瘜W(xué)鍍鎳/浸漬的另一個(gè)好處是鎳的強度，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(wú)鉛焊接。 

一般流程為酸洗清洗→微蝕→預浸→活化→化學(xué)鍍鎳→化學(xué)浸出。整個(gè)過(guò)程有6個(gè)化學(xué)品罐，涉及近100種化學(xué)品，相對復雜 

優(yōu)點(diǎn)：平面、堅固、無(wú)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度。浸銀是一種置換反應，幾乎是亞微米級的純銀鍍層。有時(shí)工藝中還含有有機物，主要是為了防止銀的腐蝕和消除銀遷移問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，很難測量這一薄層中的有機物，分析表明，有機物的重量不到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(lèi)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)錫須和錫的轉移會(huì )帶來(lái)一些無(wú)法避免的問(wèn)題，從而限制了浸漬工藝的使用。溶液中加入有機添加劑后，錫層結構呈顆粒狀，克服了以往的問(wèn)題，具有良好的熱穩定性和可焊性。

浸錫工藝可形成扁平的銅錫類(lèi)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(wèn)題?；瘜W(xué)鍍鎳和浸漬金屬之間也沒(méi)有擴散問(wèn)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)：