PCB最终表面处理工艺的比较

Micro-section of Wave Soldering Joint ImmAg波峰焊接点剖面图示
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小结：
综上所述，化学沉银和OSP工艺，不仅可 焊性好，而且相较于其他的表面处理工艺（尤其 是HASL），具有表面平整度高、厚度变化小、操 作温度低、对线路的热冲击小等显著优点。此 外，沉银工艺还具有易返工、可经多次焊接、储 存期长及可适应客户提出的邦定（BONDING）及 按键制作等要求的优势。
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•OSP • ENIG • Immersion Silver • Immersion Tin • HASL
50％ 10-20％ 10-15％ below10％ below 5％
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PCB最终表面 处理工艺介绍
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1、OSP
OSP工艺在20世纪90年代开始运用，它是将裸露的印 制板浸入一种水溶液中，通过化学反应在铜表面形成一 层厚度为0.2-0.3um的憎水性的有机保护膜，这层膜能保 护铜面避免氧化，保证焊接。在21世纪初，OSP的第五代 产品已经能够满足无铅焊接的要求，并且可以耐3次RF。
工艺 单工序 加工成本 附加 成本项目 无铅喷锡 化学镍/金 化学银 化学锡 防氧化
a
高TG板 材；PP
3a
a
无硫 包装
1.5a 0.4a
特殊阻 焊油墨
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PCB最终表面处理 工艺的性能比较
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Immersion Silver Superiority
OSP Flatness 表面平整性 Solderjoint 接点组成 Ease of Use 易用性 焊点结合性 Planar Cu/Sn High Silver Planar Cu/Sn High ENIG Planar Ni/Sn Low Tin Planar Cu/Sn Moderate Moderate 6 mos. HASL Poor Cu/Sn Moderate Moderate 18 mos. Moderate No 6 Drop-In
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Байду номын сангаас
E&E集团选用沉银工艺的客户介绍
EMS客户：Solectron，Flextronics， Asustek 通讯类：Lucent， Motorola 计算机及其外设：Dell，IBM，Intel， Apple 目前开平工厂使用沉银工艺的客户，比 例超过60％，是其使用最多的表面处理工艺。
步骤 除油 水洗 微蚀 水洗 预浸 活化 水洗 预浸 水洗 沉镍 水洗 沉金 水洗 烘干 温度（ ℃） 35-45 室温 20-30 室温 室温 20-27 室温 室温 室温 83-90 室温 80-90 室温 热风 时间（min） 3-6 1 0.5-1 1 0.5-1 0.5-3 1 1 1 20-30 1 8-14 2
产品污染防治管理办法》已经出台，并于2006年7月1日全 面开始执行。 有毒有害材料将被禁止和限制使用。
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按工艺运用的先后 顺序排列，PCB最终表 面处理有以下工艺：
•OSP • ENIG • Immersion Silver • Immersion Tin • 无铅HASL
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优点：
良好的共平面，接触电阻小，适合于接触按键
缺点：
会有镍黑发生，不易返工，对焊接可靠性极为 不利，对绿油攻击性较强，成本高
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4.Immersion Tin
Immersion Tin工艺是铜与镀液中的络 合锡离子发生置换反应，形成约1um厚的锡 层做为保护层和焊接层
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优点：
细SMT间距，成本低，操作温度低，对板料无伤 害，易于返工返修。
表面平整，保护膜均匀一致，适用于细线条、
缺点：
不耐酸，高湿环境会使其焊接性能受到影响
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2.Immersion Silver
Immersion Silver工艺是在铜表面通过置换 反应生成厚度为0.05－0.1um的银层，起到防止 铜氧化和良好焊接作用
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前言
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PCB的无铅时代已经来临
近几年，欧洲国家越来越重视环保，无铅焊接的广泛 应用已是大势所趋，发达国家纷纷立法。
• •
欧盟（UE）已颁布两项法律ROHS和WEEE，以加强电子信
息产品污染防治，并于2006年7月1日起正式开始执行。 中国首部防治电子信息产品污染环境的法规《电子信息
Contact Functionality Shelf-Life 保存周期 高频性能 Wirebond 邦定工艺
一、可焊性比较
Excellent 6 mos. Excellent 12 mos. Excellent 24 mos. Poor Al 6 Brittle Joints Excellent No 3
缺点：
存放时间较短，会长锡须，老化实验后焊锡 性不佳，由于溶液酸性过强，对绿油攻击性极 强，容易造成绿油耐热性能下降，因而需采用特 殊绿油，设备造价高
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5.HASL
HASL工艺俗称喷锡，是将PCB浸入熔融 的焊料中，再通过强热风将表面及孔内的多余 焊料吹掉，得到一个光亮的涂层。有铅喷锡熔 炉温度为240度左右，无铅熔炉温度高达300度 ，加上操作环境高温高蚀，对PCB危害极大， 而且表面平整性远不及化学处理的表面好
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• Organic Coating • 0.2-0.3Micron Thick • Use on 50％ of PCB’s
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工艺流程
步骤
除油 微蚀 酸洗 DI水洗 防氧化 DI水洗
温度（ ℃） 40 30-40 室温 室温 38-42 室温
时间（min） 1-2 0.5-1 1 1 1-2 1
• Pure Gold Coating • 0.02-0.1 Micron Thick • Nickel 7-9％Phosphorou
Trace Metal Stabilizers • 3-5 Micron Thick • Use on 10-20％ of PCB’s
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工艺流程
化学 沉锡 60
化学 沉银 50
OSP 42
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※化学沉银及OSP工艺的操作温度较低，相比 无铅HASL工艺可减少由于热应力而产生的内 层分离及板曲、板翘等问题
※HASL在印制板制程中由于自身的操作温度 高，在加工/返工时已经受了1-3次的热冲 击，相较而言，化学沉银和OSP工艺则因为其 操作温度较低，对线路的热冲击小，在客户 处可进行多次热冲击
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优点：
焊锡性佳，可靠度优良
缺点：
较差的流平性及塞孔问题，对绿油、板材及 层压结合力有较高要求，存在板弯、板翘的隐 患，避免的方法是需使用高Tg板料及PP，仅板材 成本增加100元/m2（以双面板计算）
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PCB最终表面处理工艺的成本比较
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工艺流程
步骤 清洁 水洗 微蚀 水洗 预浸 化学银 水洗 烘干 温度（ ℃） 30 室温 30 室温 40 50 室温 热风 时间（min） 1 1 1 1 0.5 2.5 1
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优点：
良好的共平面，良好的外观，稳定的焊锡性 与可靠性
缺点：
对氯硫污染敏感，包装需用无硫纸包装，不 易长期裸露在空气中，设备造价高
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3.ENIG
ENIG工艺是在铜表面用化学的方法首先形 成一层3-5um的镍层，再在镍层上通过置换形成 厚度为0.02-0.1um的金层，其镍层为主体，金层 是为了防止镍层的钝化而存在的。
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E&E主要客户无铅 表面处理工艺的选择
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E&E集团选用OSP工艺的客户介绍
计算机及其外设：Mitac，Quanta，Benq等； 广州：HPQ，康佳，TCL， Samsung，LG等； Consumer Products客户：Sharp， Panasonic， Shinco，长虹等； 目前南京厂使用OSP工艺的客户，比例超过 60％，是其使用最多的表面处理工艺；广州厂客户 使用比例超过70％。
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OSP、ImmAg可焊性
Fine Pitch Solder Paste Print OSP印焊膏后
Reflowed Pb-Free Solder paste OSP无铅回流焊后
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Wave Soldering Joint 波峰焊接点
Micro-section of Wave Soldering Joint 波峰焊接点剖面图
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LEAD FREE APPLICATION
无铅时代的PCB 最终表面处理工艺
PREPARED BY: ****** DATA：2005年11月
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目录
一、前言——PCB的无铅时代已经来临 二、PCB最终表面处理工艺介绍 三、PCB最终表面处理工艺的性能比较 四、E&E主要客户无铅表面处理工艺的选择
热 冲 击 耐 受 性
PCB最 终 表 面 处 理 工 艺 的 操 作 温 度 比 较
300 200
操 作 温 度
100 0
无 铅 HASL 化学镍近 化学沉锡 化学沉银 OSP