PCB各类表面处理方式性能比较--线路板销售人员必备

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表面处理工艺比较

储存温度：10-27℃；湿度：
1、表面平整性好，焊接性较好；
≤70%；如无储存条件最长不超过6个月
优点
2、焊接性较好 3、储存时间最长；
3
沉金
真空包装 6个月 12个月
4、贴片时可多次回流，贴片储存时间长，一般在48小时内 1、焊接强度与上面两个相比容易出现焊接强度不足问题
2、成本高，1U“金成本120-150元/平米缺点 3、要求必须做塞孔
储存温度：10-27℃；湿度： ≤70%；如无储存条件最长不
超过6个月
优点
1、焊接性较好； 2、成本较低22-30元/平米 3、对储存环境稍低，储存时间最长； 4、贴片时可多次回流及波峰，贴片储存时间长，一般在48小时内
2
喷锡
真空包装 6个月 12个月
缺点
1、不平整，一般锡厚在1-40UM，焊盘越小锡越厚及不平，不适宜做BGA及IC小及要求高的板 2、喷锡本身自带IMC层，返工板目视检查不出，容易引起焊接不良 3、容易受到酸及温度影响，多次回流时要求24小时完成贴片 4、不做塞孔时，VIA孔容易藏锡珠，贴片时容易引起短路
空板PCB表面处理优缺点比较
表面处理
最佳使用最长使用
序号方式
包装方式
期限
期限
储存环境要求
表面处理优缺点
储存温度：10-27℃；湿度： ≤70%；常温储存不建议
优点
1、表面平整； 2、最小可做到0.15BGA 3、焊接效果良好；包装 3个月
6个月
缺点
1、储存要求高、储存时间比较其他表面处理短 2、OSP本身不导电，不能作为电气接触表面及会影响后续测试 3、容易受到酸及温度影响，多次回流时要求24小时完成贴片 4、要求必须塞孔，且要求塞孔饱满，VIA孔半塞或空洞藏药水时会引起原电池效应

PCB各种表面处理优劣对比

热风焊料平整HASL是工业中用到的主要的有铅表面处理工艺。

工艺由将电路板沉浸到铅锡合金中形成，过多的焊料被“风刀”去除，所谓的风刀就是在板子表面吹的热风。

对于PCA工艺，HASL具有很多的优势：它是最便宜的PCB，而且通过多次回流焊、清洗和存储后表面层还可以焊接。

对于ICT而言，HASL也提供了焊料自动覆盖测试焊盘和过孔的工艺。

然而，与现有的替代方法相比，HASL表面的平整性或者同面性很差。

现在出现了一些无铅的HASL替代工艺，由于具有HASL的自然而然的替代的特性而越来越普及。

多年来HASL应用的效果不错，但是随着“环保”绿色工艺要求的出现，这种工艺存在的日子屈指可数。

除了无铅的问题，越来越高的板子复杂性和更精细的间距已经使HASL工艺暴露出很多的局限性。

优势：最低成本PCB表面工艺，在整个制造过程中保持可焊接性，对ICT无负面的影响。

劣势：通常使用含铅工艺，含铅工艺现在受到限制，最终将在2007年前消除。

对于精细引脚间距（<0.64mm）的情况，可能导致焊料的桥接和厚度问题。

表面不平整会导致在组装工艺中的同面性问题。

有机焊料防护剂有机焊料防护剂（OSP）用来在PCB的铜表面上产生薄的、均匀一致的保护层。

这种覆层在存储和组装操作中保护电路不被氧化。

这种工艺已经存在很久了，但是直到最近随着寻求无铅技术和精细间距解决方案才获得普及。

就同面性和可焊接性而言，OSP相对于HASL在PCA组装上具有更好的性能，但是要求对焊剂的类型和热循环的次数进行重大的工艺改变。

因为其酸性特征会降低OSP性能，使铜容易氧化，因此需要仔细处理。

装配者更喜欢处理更具柔韧性和能承受更多热循环周期的金属表面。

采用OSP表面处理，如果测试点没有被焊接处理，将导致在ICT出现针床夹具的接触问题。

仅仅改以采用更锋利的探针类型来穿过OSP层将只会导致损坏并戳穿PCA测试过孔或者测试焊盘。

研究表明改用更高的探测作用力或者改变探针类型对良率影响很小。

PCB表面处理方式综述

25
4、磷含量对镀层质量的影响
磷含量低磷镍
中磷镍
耐腐蚀性差
好
焊锡性好
好
润湿性好
好
富磷层不容易
一般
高磷镍
好
一般
一般
容易
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5、富磷层的定义和产生机理
A、富磷层的定义：富磷层是指镀层中磷相对富集的部份。 B、富磷层的产生机理（1）、浸金过程中由于镍金发生置换反应而磷不参与反应，则失去镍的镀层较正常镀层的磷含量偏高形成磷的轻微富集。但是如果在浸金过程中受到药水的过度攻击或浸金前镍面受到污染则有可能化金后造成严重的镍面腐蚀进而形成严重的富磷层。（如图1、2、3、4所示）（2）、焊锡过程中由于镍与锡形成IMC层，而磷不参与反应，则失去镍的镀层较正常镀层的磷含量偏高形成磷的二次富集。（如图5、6、7所示）
8
无铅喷锡的特点
喷锡制程比较脏、难闻、危险，因而从未是令人喜爱的工艺，但其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，其平坦性将影响后续的组装；故HDI板一般不采用喷锡工艺。随着技术的进步，业界现在已经出现了适于组装间距更小的QFP和BGA的喷锡工艺，但实际应用较少。近年来无铅化的趋势要求，喷锡的使用受到进一步的限制。无铅喷锡也由于涉及到设备的兼容性问题而难以大量使用。
制相对其他表面处理工艺较为容易。 OSP工艺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， OSP将是最理想的表面处理工艺。
12
化学锡的特点
化学锡工艺可以形成平坦的铜锡金属间化合物，这个特性使得化学锡具有和喷锡一样的好的可焊性而没有喷锡令人头痛的平坦性问题。化学锡板不可存储太久，组装时必须根据浸锡的先后顺序进行。化学锡被引入表面处理工艺是近十年的事情，该工艺的出现是生产自动化的要求的结果。化学锡在焊接处没有带入任何新元素，特别适用于通信用背板。在板子的储存期之外锡将失去可焊性，因而浸锡需要较好的储存条件。另外浸锡工艺中由于含有致癌物质而被限制使用。

PCB各类表面处理方式性能比较--线路板销售人员必备

PCB各类表面处理方式性能比较
表面处理样本表观图主要应用位置可焊性焊接强度表面耐腐
蚀性
稳定程度成本消耗
焊垫平整
性
喷锡（HAL）/ 无铅+有铅工业焊接产品、对
性能要求特别严格
的产品、没有太多
IC或BGA的PCB
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
沉镍金（IMG）贴片产品、对焊接
面均匀性要求特别
严格的产品
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
沉银（IMS）贴片产品、对焊接
面均匀性要求特别
严格的产品
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
沉锡（IMT）贴片产品、对焊接
面均匀性和焊接效
果都要求特别严格
的产品
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
电镀镍金（Au&Ni Plating）贴片产品、对焊接
面均匀性要求特别
严格的产品
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
抗氧化膜（OSP）/OSP+
金手指贴片产品、对焊接
面均匀性要求特别
严格的产品
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
电镀银（SP）通讯设备☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
电镀锡（TP）通讯设备☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆镀金手指(GF)插拔连接器不参与焊接不参与焊接☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆/
电镀厚金(ATP)通讯设备，信号传
输器
☆☆☆☆
Bonding/
信号传输
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
备注:星级越多表示比重越大或性能越高。

PCb各种表面处理耐老化性能对比修

PCb各种表面处理耐老化性能对比前言常见的无铅表面处理包括无铅喷锡、OSP、沉银、沉锡、沉金、水金等。

选择一个表面处理需要考虑很多因素，包括焊接能力、与焊料合金的兼容性、焊接的可靠性、引线可键合能力、连接磨损阻抗、电子连接阻抗、存储期，以及与自动光学检测系统的对比等。

对于存储期而言，在一般的室温环境条件下密封包装，水金、沉金、喷锡板的有效存储时间为半年，而沉银、沉锡、OSP板的有效存储时间为3个月。

存储的过程是一个缓慢老化的过程，期间表面处理由于受到环境中的温度或湿度的影响而产生一定的氧化或者劣化的情况，最终会影响到其可焊性能。

而实际SMT生产中，对超期存储的PCB而言，面对贴装中的分层风险，因而多数会采用烘板的办法来加以改善，但在吸湿分层风险得到解决的同时，高温的环境又进一步加速了表面处理的老化、劣化，此时又将带来可焊性的风险。

这种案例十分常见，如我司生产的一款水金板，前一年年初生产而第二年年初才进行贴装，贴装首板出现了分层随即对整批板进行了常规的烘板处理（150℃，2小时）。

在后续的贴件后检查出现了100%比率的可焊性不良情况：不同的表面处理在正常的工艺生产情况下可焊性差异并不十分明显，但在面临上述的老化过程时，由于镀层金属及结构的差异，各表面处理耐老化的性能不尽相同，因而最终的可焊性也可能大不相同。

因此在进行表面处理的选择以及各种表面处理的生产处理时，就需要对各种表面处理的耐老化性能进行一定的了解，方可做到有的放矢。

实验测试1.实验测试背景表面处理在生产以及贴装过程中，可能面对的老化按照处理方式大致可分为三类：长时间储存、高温烘烤以及多次回流。

为了获取到不同表面处理在面临上述各种现实存在的老化处理后的可焊性变化情况，设计了针对不同表面处理的不同老化处理方式的试验，之后进行可焊性的验证。

对试样分别进行了上述的回流处理后，采用润湿天平测试记录了5s润湿力值，并通过实际板印刷锡膏过炉进行了验证。

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表面处理比较表

PCB 各种不同可焊表面及无铅制程在装配上之研讨(1)目前PCB各种常用的可焊表面处理分别为保焊剂(OSP) --Organic Solderability Preservatives喷锡(HASL)--- Hot Air Solder Levelling浸银(Immersion Silver Ag)浸锡(Immersion Tin Sn)化镍浸金(Electroless Nickel Immersion Gold, ENIG)2004年因喷锡板已突破设备、材料(Sn-Cu-Ni)的瓶颈,并成功量产,故喷锡已成PCB无铅表面处理的首选(目前Sn63/Pb37多层板喷锡市场占有率为90%以上)(2)各种常用可焊表面处理焊接BGA后(约美金100cent铜币大小的BGA图一)经拉力试验所得知强度比较表上表摘自PC FAB上的资料< 图一 >(3)各种表面处理之优点及缺点比较(4)一般含铅制程及无铅制程IR Reflow比较图:Lead free reflow(SnCuNi)两者比较得知无铅IR Reflow的 Peak temp比含铅多了约240℃-225℃=15℃Peak TEMP的时间多了 20-5=5 Sec 多了四倍Preheat也多了约(150~180℃)-(140~170℃)=10℃为避免装配时减少IR Reflow对Z axis expansion的冲击, 造成孔壁破拉裂,建议凡板厚超越70milm)或12层板以上用无铅制程者一律采用High Tg 170℃)的材料而不是一般FR4 Tg(135℃)的材料.Z axis expansion Before Tg *10-5m/m℃Z axis expansion After Tg *10-5 m/m℃。