PCB表面处理介绍
PCB各种表面处理介绍
浸鍍錫之熱力學
浸鍍錫之反應機制
浸鍍錫流程
儲存環境: 化錫成品(真空包裝後): 存放溫度:25℃(50~60RH%)---存放期限：6個月。 化錫成品(成品現場置放)： 存放溫度:25℃(50~60RH%)---存放期限1天內(1天內需完成真 空包裝作業)；化錫板於客戶端上件作業時，需在24小時內完 成(雙面作業)。 化錫成品(客戶端包裝拆開後)： 存放溫度:25℃(50~60RH%)---存放期限:24小時內。
建議事項: A.化錫板建議於板廠交貨後3個月內，完成打件動作，若存放
條件優良，可保存至6個月。(可烘烤 但溫度需小於110℃ 時間:1小時內) B.化錫板若產生氧化異常，可進行重工。 C.板子存放時間超過6個月，建議報廢處理。
1-4化鎳浸金(Electroless Nickel Immersion Gold, ENIG)
浸鍍金之反應機構
化學鎳溶液的成分及其作用
儲存環境: 化金成品(真空包裝後): 存放溫度:23~25℃(50~60RH%)---存放期限：6個月。 化金成品(成品現場置放)： 存放溫度:23~25℃(50~60RH%)---存放期限2天內(2天內需完 成真空包裝作業)；化金板於客戶端上件作業時，需在24小時 內完成(雙面作業)。 化金成品(客戶端包裝拆開後)： 存放溫度:23~25℃(50~60RH%)---存放期限:2天內。
建議事項: A.化金板建議於板廠交貨後3個月內，完成打件動作，若存放
條件優良，可保存至6個月(擺放超過3個月需烘烤)。 B.化金板若產生氧化異常，可進行重工。 C.板子存放時間超過6個月，需先進行烘烤後，再取幾片空板過
IR-Reflow，若無爆板異常，其餘板子才可正常上件。
二. 各種表面處理之優缺點比較:
PCB板表面处理标准
PCB板表面处理标准本文档旨在为PCB（Printed Circuit Board）板的表面处理提供标准和准则。
通过合适的表面处理，可以确保PCB板的质量和性能，从而提高整体电路的可靠性。
1. 表面处理的重要性表面处理是PCB板制造过程中的关键步骤。
它不仅可以提供保护性涂层，防止PCB板受到腐蚀和氧化，还可以改善焊接和连接性能，提高PCB板的可靠性和性能。
2. 表面处理的标准根据PCB板的用途和需要，选择合适的表面处理方法和标准非常重要。
以下是常用的表面处理标准：2.1 焊料电镀（Solder Plating）焊料电镀是最常见的表面处理方法之一。
它可以提供较好的焊接性能和连接性能，使得电子器件能够稳固地连接在PCB板上。
常见的焊料电镀材料包括无铅锡镀、热浸锡（HASL）和金手指电镀等。
2.2 金属化（Metalization）金属化是一种在PCB板表面涂覆金属层的表面处理方法。
它可以提高导电性能和抗氧化能力，适用于特定的高频电路和高功率电路。
常用的金属化材料包括金、银和铜等。
2.3 有机保护层（Organic Coating）有机保护层是一种通过涂覆有机材料在PCB板表面形成保护层的表面处理方法。
它可以提供良好的防腐蚀和绝缘性能，延长PCB板的使用寿命。
常见的有机保护层材料包括防焊阻焊（Solder Mask）和丝印（Silkscreen）等。
2.4 表面粗糙度（Surface Roughness）表面处理还需要注意表面粗糙度的要求。
合适的表面粗糙度可以提供良好的焊接性能和连接性能，避免焊接缺陷和信号干扰。
常见的表面粗糙度要求包括RA值和RZ值等。
3. 技术要求和检验方法为确保表面处理的质量和符合标准，需要采用适当的技术要求和检验方法。
具体的技术要求和检验方法可以根据相关行业标准和客户要求进行制定和选择。
常见的技术要求和检验方法包括可视检查、显微镜检查和剥离实验等。
4. 总结通过合适的表面处理，可以提高PCB板的质量和性能，确保电路的可靠性。
PCB板表面处理
深圳市嘉立创科技发展有限公司/gbPCB电路板的表面处理简介PCB板表面处理一般分为几种，现进行简单介绍。
★从表面处理工艺分类1）喷锡喷锡是电路板行内最常见的表面处理工艺，它具有良好的可焊接性，可用于大部分电子产品。
喷锡板对其他表面处理来说，它成本低、可焊接性好的优点；其不足之处是表面没有沉金平整，特别是大面积开窗的时候，更容易出现锡不平整的现象。
2）沉锡沉锡跟喷锡的不同点在于它的平整度好，但不足之处是极容易氧化发黑。
3）沉金只要是“沉”其平整度都比“喷”的工艺要好。
沉金是无铅的，沉金一般用于金手指、按键板，因为金的电阻小，所以接触性的必须要用到金，如手机的按键板灯。
沉金是软金，对于经常要插拔的要用镀金。
4）镀金在沉金中已经提到镀金，镀金有个致命的不足时其焊接性差，但其硬度比沉金好。
我公司不做镀金工艺。
5）osp一直认为它没有什么好处，它主要靠药水与焊接铜皮之间的反应产生可焊接性，唯一的好处是生产快，成本低；但是因其可焊接性差、容易氧化，电路板行内一般用得比较少。
总结：如果对于平整度有要求，如对频率有要求的阻抗电路板（如微带线）尽量用沉金工艺；如果不是金手指、邦定位、按键位，那么尽量采用喷锡工艺！当然除以上几种工艺外，还有表面印碳油、沉银、表面过松香、镀镍等不常用工艺，在此不做一一做介绍，如果有特殊需求需做进一步了解的，可到百度做进一步了解！★从电路板的环保上分类1）有铅表面工艺有铅喷锡，该工艺对板材没有特殊要求。
2）无铅表面工艺无铅喷锡、沉金都是无铅工艺，该工艺对板材没有特殊要求。
3）Rohs欧盟Rohs指令，是无铅中要求苛刻的一种工艺。
该工艺对板材有严格的要求，需要用无卤素板材。
因此在找厂家下订单时，如果有Rohs要求，请一定要指明，否则厂家一般都认为是第二种常规的无铅工艺。
QQ 459582495GB。
PCB表面处理工艺
PCB表面处理工艺PCB（Printed Circuit Board）是一种基础电子元件，广泛应用于电子产品中。
而PCB表面处理工艺则是制造PCB过程中的重要环节之一，它的主要目的是提高PCB的可焊性、可靠性和耐腐蚀性。
本文将从PCB表面处理的基本原理、常见的表面处理工艺以及未来的发展趋势三个方面，来探讨PCB表面处理工艺。
一、基本原理PCB表面处理工艺的基本原理在于，通过特定的物理和化学方法，在PCB表面形成一层与焊接或贴片工艺兼容的金属覆盖层，以增加PCB与焊接材料之间的接触面积和粘附性。
表面处理可以使焊接材料更好地覆盖印刷电路板表面，从而提高焊接质量和工艺的可靠性。
二、常见的表面处理工艺1. 镀金工艺镀金工艺是最常见且广泛应用的PCB表面处理工艺之一。
它主要有两种方式：电镀金工艺和电镀镍金工艺。
电镀金工艺在PCB表面生成一层致密的镀金层，提高了PCB的导电性和耐腐蚀性。
电镀镍金工艺通过先镀一层镍，再在其上电镀一层金，以增加PCB表面的硬度和耐磨性。
2. 焊接阻焊工艺焊接阻焊工艺是将焊接接点的金属部分暴露出来，而将其他部分涂覆上一层绝缘材料。
这种工艺能够保护PCB的焊接接点，防止电路之间的短路，提高PCB的可靠性。
3. OSP工艺OSP（Organic Solderability Preservative）工艺是一种无铅化的表面处理工艺，它通过在PCB表面形成一层有机锡保护层来提高PCB的可焊性。
OSP工艺不需要使用有毒的重金属，符合环保要求，因此在无铅焊接领域逐渐得到广泛应用。
4. 光刻工艺光刻工艺是将光刻胶涂覆在PCB表面，然后使用UV光源通过光掩膜进行曝光，最后根据曝光后的图案进行化学腐蚀，得到所需的PCB 线路形状。
光刻工艺不仅可以实现高精度的线路制作，还可以提高PCB表面的耐腐蚀性。
三、未来的发展趋势随着电子技术的不断发展，对PCB表面处理工艺提出了更高的要求。
未来的发展趋势主要有以下几个方面：1. 小型化和多功能化随着电子产品对体积和重量的要求越来越高，PCB表面处理工艺需要更加小型化和多功能化。
PCB表面处理简介
PCB表面处理简介
镀金：主要用于芯片封装时打金线。
用电镀方式制作需将线路图形镀金（软金）处理，成本较高。
沉金：主要用在表面有连接功能性要求和较长的储存期的板子上，如手机按键区、路由器壳体的边缘连接区和芯片处理器弹性连接的电性接触区。
用化学方式制作只将焊盘位置浸金处理，线路为铜面。
涉及到近100种化学品，工艺流程较复杂。
喷锡：对于尺寸较大的元件和间距较大的导线而言，却是极好的工艺。
在密度较高的PCB中，则影响后续的组装；故HDI板一般不采用热风整平工艺。
制作时焊盘覆熔融锡铅焊料，使其形成一层既抗铜氧化，提供良好的可焊性的涂覆层。
过程比较脏、难闻、危险，因而从未是令人喜爱的工艺。
OSP：可以用在低技术含量的PCB，也可以用在高技术含量的PCB上，如单面电视机用PCB、高密度芯片封装用板。
对于BGA方面，有机涂覆应用也较多。
PCB如果没有表面连接功能性要求或者储存期的限定，有机涂覆将是最理想的表面处理工艺。
工艺简单、成本低廉，能够在业界广泛使用。
最新的有机涂覆工艺能够在多次无铅焊接过程中保持良好的性能。
PCB表面处理工艺常见六大分类
PCB表面处理工艺常见六大分类一、定义PCB表面处理工艺是指在PCB元器件和电气连接点上，人工形成一层与原有基体性能不同表层的工艺方法。
由于铜本身的可焊性良好，但在空气中倾向于以氧化物的形式存在，因此需要对PCB进行表面处理，避免影响PCB的可焊性与电气性能。
二、工艺分类1、热风整平热风整平HASL，又称热风焊料整平。
它是在PCB表面涂覆熔融锡铅焊料并用加热压缩空气整平（吹平），使其形成一层抗铜氧化且可焊性良好的涂覆层。
热风整平分为垂直式和水平式两种。
PCB进行热风整平时，要浸在熔融的焊料中，风刀在焊料凝固之前吹平液态焊料，并将铜面上焊料的弯月状最小化，阻止焊料桥接。
工艺流程：微蚀——预热——涂覆助焊剂——喷锡——清洗2、有机防氧化（OSP）OSP，又称Preflux，译为有机保焊膜、护铜剂。
OSP指的是在洁净的裸铜表面上，以化学方法长出一层具有防氧化，耐热冲击，耐湿性功效的有机皮膜，用以阻隔铜和空气，避免铜表面于常态环境中氧化或硫化。
同时OSP在后续的焊接高温中，容易被助焊剂所迅速清除，以便焊接。
工艺流程：脱脂——微蚀——酸洗——纯水清洗——有机涂覆——清洗3、化学沉镍金化学沉镍金指的是在铜表面上包裹一层电性能良好的镍金合金。
不同于OSP仅作为防锈阻隔层，化学沉镍金能在PCB长期使用过程中保证其具有良好的电性能。
另外，化学沉镍金也具有优于其它表面处理工艺的环境忍耐性。
工艺流程：脱酸洗清洁——微蚀——预浸——活化——化学镀镍——化学浸金4、化学沉银化学沉银介于OSP与化学镀镍或浸金之间，工艺较简单、快速。
其暴露于热、湿与污染的环境中，仍能保证很好的电性能及良好的可焊性。
美中不足的是，会失去光泽。
由于银层下面没有镍，因此沉银不具备化学镀镍或浸金那样好的物理强度。
5、电镀镍金电镀镍金指的是在PCB表面导体先电镀上一层镍之后，再电镀上一层金。
镀镍主要作用是防止金与铜之间发生扩散。
电镀镍金分类：（1）镀软金即纯金，表面看起来不亮，主要用于芯片封装时打金线；（2）镀硬金，表面平滑坚硬、耐磨，含有钴等元素，表面看起来较光亮。
PCB表面处理及特殊工艺
化镍金的优点： 贵金属 储龄长 可打铝线 可做超微小间距
化镍金的局限性： 成本较高 制程相对复杂 不可重工
January 26, 2015
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3、PCB表面处理
化镍浸金
化镍金一般采用垂直线生产。流程相对复杂
January 26, 2015
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3、PCB表面处理
化镍浸金
催化：作为化学镍金的沉积，必须在催化状态下，才能发生选择性沉积.Ⅷ族元 素及Au等许多金属都可以作为化学镍的催化晶体.铜原子由于不具备化学镍沉积 的催化晶种的特性，所以通过置换反应可使铜面沉积所需要的催化晶种。
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沉锡
3、PCB表面处理
沉锡由于药水攻击，易导致绿油剥离
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3、PCB表面处理
喷锡
热风整平又称喷锡，是将印制板浸入熔融的焊料中，再通过热 风将印制板的表面及金属化孔内的多余焊料吹掉，从而得一个 平滑，均匀光亮的焊料涂覆层。
喷锡的优点： 制程成熟 有成熟的工业标准 铜-锡-铅焊接点 产速高 可重工 无晶须 储龄长 可多重装配
PCB常用表面处理
3、PCB表面处理
常见的表面处理有： 沉银 沉锡 喷锡 OSP 沉金
January 26, 2015
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3、PCB表面处理
沉银
通过化学置换反应，在PCB的铜面沉积上一层银（厚度0.15-0.45um）。
沉银的优点： 平整性好，可做超微小间距 良好的导电性和焊接性 流程控制简单 产速高 可重工
Aluminum
BONDABILITY
NON USED Pad
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1year
PCB表面处理工艺简述
PCB表面处理工艺简述普通的表面处理有喷锡，OSP，沉金……等，这里的“表面”指的是PCB上为元器件或其他系统到PCB的之间提供电气衔接的衔接点，如焊盘或接触式衔接的衔接点。
裸铜本身的可焊性很好，但是裸露在空气中很简单氧化，而且简单受到污染。
这也是PCB必需要举行表面处理的缘由。
1、喷锡（HASL）在穿孔器件占主导地位的场合，波峰焊是最好的焊接办法。
采纳热风整平（HASL， Hot-air solder leveling）表面处理技术足以满足波峰焊的工艺要求，固然对于结点强度（尤其是接触式衔接）要求较高的场合，多采纳电镀镍/金的办法。
HASL是在世界范围内主要应用的表面处理技术，但是有三个主要动力推进着电子工业不得不考虑HASL的替代技术：成本、新的工艺需求和无铅化需要。
从成本的观点来看，许多电子元件诸如移动通信和个人计算机正变成平民化的消费品。
以成本或更低的价格销售，才干在激烈的竞争环境中立于不败之地。
组装技术进展到SMT以后， PCB焊盘在组装过程中要求采纳丝网印刷和回流焊接工艺。
在SMA场合，PCB表面处理工艺最初依旧沿用了HASL技术，但是随着SMT器件的不断缩小，焊盘和网板开孔也在随之变小，HASL技术的弊端逐渐裸露了出来。
HASL技术处理过的焊盘不够平整，共面性不能满足细间距焊盘的工艺要求。
环境的关注通常集中在潜在的铅对环境的影响。
2、有机可焊性庇护层（OSP）有机可焊性庇护层（OSP, Organic solderability preservative）是一种有机涂层，用来防止铜在焊接以前氧化，也就是庇护PCB焊盘的可焊性不受破坏。
PCB 表面用OSP处理以后，在铜的表面形成一层薄薄的有机化合物，从而庇护铜不会被氧化。
Benzotriazoles型OSP的厚度普通为100A°，而 Imidazoles型OSP的厚度要厚一些，普通为400 A°。
OSP薄膜是第1页共3页。
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目前电子工业采用一种工业应用广泛的热空气焊锡均涂(HASL, hot air solder leveling)的替代技术。
在过去十年，有无数的技术论文发表，预言HASL会由有机可焊性保护层(OSP, organic solderability preservatives)、无电镀镍/浸金(ENIG, electroless nickel/immersion gold)或新的金属浸泡技术诸如银与锡所取代。
然而到目前为止，还没有一个预言变成现实。
HASL是在世界范围内主要应用的最终表面处理技术。
一个可预计的、知名的涂层，HASL今天使用于亿万计的焊接点上。
尽管如此，三个主要动力：成本、技术和无铅材料的需要，推动着电子工业考虑HASL的替代技术。
从成本的观点来看，许多电子元件诸如移动通信和个人计算机正变成任意使用的商品，以成本或更低的价格销售，来保证互连网或电话服务合约。
这个策略使得这些商品大量生产和日用品化。
因此，必须考虑成本和对环境的长期影响。
环境的关注通常集中在潜在的铅泄漏到环境中去。
仅管在北美的立法禁止铅的使用还是几年后的事情，但是原设备制造商(OEM, original equipment manufacturer)必须满足欧洲和日本的环境法令，以使其产品作全球销售。
这个考虑已经孕育出许多课题，评估在每一个主要的OEM那里消除铅的可选方法。
HASL的替代方法允许无铅印刷电路板(PCB, printed wiring board)，也提供平坦的共面性表面，满足增加的技术要求。
更密的间距和区域阵列元件已允许增加电子功能性。
通常，越高的技术对立着降低成本。
可是，大多数替代方法改进高技术装配和长期的可靠性，而还会降低成本。
成本节约是整个过程成本的函数，包括过程化学、劳力和企业一般管理费用。
像OSP、浸银和浸锡等替代技术可提供最终表面处理成本的20 ~ 30%的减少。
虽然每块板的节约百分比在高层数多层电路板产品上可能低，日用电子的成本节约，随着更大的功能性和铅的消除，将驱使替代方法使用的急剧增加。
替代方法的使用将不仅会增加，而且将取代HASL作为最终表面处理的选择。
今天替代的问题是选择的数量和已经发表的数据的纯卷积。
诸如ENIG、OSP、浸锡和浸银等替代方法都提供无铅、高可焊性、平整、共面的表面，在生产中对第一次通过装配合格率提供重大改进。
为了揭开最终表面处理的神秘面纱，这些HASL的替代方法可通过比较每个涂层对装配要求和PCB设计的优点来区分。
一、装配要求
HASL替代方法对装配过程的作用反映表面的可焊性和它如何与使用的焊接材料相互作用。
每一类替代的表面涂层—OSP、有机金属的organometallic)(浸锡和银)或金属的(ENIG) —具有不同的焊接机制。
焊接机制的这种差异影响装配过程的设定和焊接点的可靠性。
OSP是焊接过程中必须去掉的保护性涂层。
助焊剂必须直接接触到OSP表面，以渗透和焊接到PCB表面的铜箔上。
浸洗工艺，如浸银或锡，有机共同沉淀消除最终表面的氧化物。
不像OSP，锡和银溶解在焊锡里面，将成为焊接点的一部分，将帮助熔湿速度。
锡和银两者都在PCB的铜表面直接形成焊接点。
如果适当地沉淀，在ENIG表面的金是纯净的，由于其可熔于焊锡，所以将提供焊接的最快的熔湿速度。
可是，当使用ENIG时，焊接点是在镍障碍层上面形成的，不是直接在PCB的铜表面。
所有三类替代涂层都提供最佳的印刷表面，对所有类型的锡膏都一样。
锡膏直接印在表面涂层上面，提供助焊剂直接接触、渗透OSP和熔湿PCB表面。
印刷模板对沉积完美的锡膏印刷，形成有效的密封，消除了HASL的印糊和锡桥问题。
结果是三种替代涂层都有很高的第一次通过装配合格率，焊锡熔湿方面相差很小。
区别在于焊接点的强度和可靠性。
几个研究已经证实，使用OSP，直接焊接到铜的表面，提供最好强度的焊接点。
2,3当使用区域阵列片状包装的较小焊盘时，焊接点的强度变得重要。
虽然使用上减少，波峰焊接还是今天装配过程的构成整体的一部分。
每一种最终表面涂层的焊接机制将影响助焊剂化学成分的选择和波峰焊接工艺的设定。
金属的和有机金属的涂层有助于通孔的焊锡熔湿，通常要求很少的助焊剂、较低活性的助焊剂和波峰的较少动荡。
免洗材料在生产条件下与OSP相处很好，但要求一些优化来增加助焊剂和/或焊锡渗透到通孔内。
通常，这个优化增加助焊剂的使用量，代替特定类型的助焊剂化学成分，或通过更高的动荡或温度来增加焊锡渗透。
全球范围内正在实施取代传统波峰焊接工艺的方法。
插入式回流(intrusive reflow)、选择性焊锡喷泉(selective solder fountain)和顺应针(compliant pin)正实际上使用在所有最终表面涂层上。
至今为止所完成的工作表明，选择性焊锡喷泉的动荡改善了通孔(through-hole)的可熔湿性。
孔中锡膏(paste-in-hole)或侵入式回流将助焊剂和助焊剂载体直接接触PCB的表面，使得通孔的可熔湿性对所有最终表面涂层都是类似的。
最后，由于可预见的孔的误差，HASL的替代方法比使用顺应针(compliant pin)的HASL要强。
在替代方法中，较厚的浸锡为插件提供最光滑的表面，为顺应针提供最宽的操作窗口。
4
装配工业现在正评估无铅焊接替代品。
虽然某些合金似乎是特别的OEM的选择，但是，还要选择整个工业所接受的合金。
尽管如此，正在测试的所有合金都要求较高的回流温度，并产生较慢的熔湿速度。
锡膏供应商已经工程研究了专门的助焊剂化学成分，来改善这些新合金的熔湿。
初始的研究表明较高的回流温度不会影响OSP、浸银或浸锡的可焊性或绑接强度。
较高的熔化温度明显地帮助OSP的渗透和锡与银表面熔湿，甚至是双面回流。
另外的测试正在进行中，以评估熔湿速度的影响和优化对最终表面涂层的特定回流参数。
二、PCB设计
正如所讨论的，装配过程可以优化，以适合所有的最终表面涂层。
PCB的设计将最终决定适于各个应用的最佳的HASL替代方法，但更专门的包装和互连的类型：
像按键接触(key contact)、元件屏蔽(component shielding)和插件连接器(edge connector)这样的应用要求在整个设备寿命内的接触电阻低。
1、柔性的电路板通常要求铝的或不锈钢的加强构件或散热器。
2、元件包装和某些PCB要求引线接合(wire bonding)或与直接芯片附着用的导电性胶的兼容性。
3、PCB上的高密度互连(HDI, high-density interconnect)几何形状戏剧性地影响使用传统无电镀涂层的合格率。
4、已经看到由于装配在ENIG上的区域阵列包装的绑接强度不够而出现的现场失效(field failure)。
为了满足所有这些要求，电子工业正将注意力集中在三种主要的替代方法上：OSP、浸银和浸锡。
这三种涂层的每一种都提供适合特定PCB设计要求的优势。
OSP是成本最低的替代方法，与多金属表面兼容，提供最高的绑接强度。
现在有新的配方，提供较薄的沉淀层，和原先的、消除了多金属表面生锈的一样牢固。
由于耐磨性或电解金沉淀的可焊性，要求多金属涂层，如用于插件连接器或金引线接合(gold wire bonding)的电解镍/金。
高成本和焊接点中金的易脆性要求OSP对已焊接的连接作第二次涂层。
虽然生产已证实按键接触，但ENIG也可以和新的OSP工艺一起使用，如果焊接点的强度对PCB设计是关键的话。
这个高接合强度使得OSP成为移动电子和区域阵列包装(area array package)的选择。
OSP也显示与使用在倒装芯片应用中的导电性胶的更大的兼容性。
最后，散热器或刚性构件大都可以在最终表面处理之前容易地应用在板列形式。
不像OSP，浸或无电镀工艺将镀在不锈钢或铝上面，引起变色。
和OSP与ENIG比较，浸银还是一个相对较新的技术。
可是，在过去六年里，广泛的测试和大量的生产已经证实了这个工艺的可靠性5,6。
焊锡的熔湿特性使得这种涂层更适合于一种现存的无铅波峰焊接工艺。
这种表面处理方法是大多数应用的潜在替代方法，包括屏蔽、铝引线接合、按键接触和焊接。
这个涂层的接触电阻在经过老化或回流工序之后保持很低。
初始的研究显示，接触电阻在与导电聚合物接触300,000次后保持很低，虽然更多工作需要完成。
作为一种金属涂层，浸银也可以在低放大或不放大的情况下检查，使得应用者和装配者两个都容易决定其存在。