PCB表面处理
关于PCB板表面处理,镀金和沉金工艺的区别
关于PCB板表面处理,镀金和沉金工艺的区别
一、PCB板表面处理
PCB板的表面处理工艺包括：抗氧化，喷锡，无铅喷锡，沉金，沉锡，沉银，镀硬金，全板镀金，金手指，镍钯金OSP等。
要求主要有：成本较低，可焊性好，存储条件苛刻，时间短，环保工艺，焊接好，平整。
喷锡：喷锡板一般为多层（4-46层）高精密度PCB样板，已被国内多家大型通讯、计算机、医疗设备及航空航天企业和研究单位采用。
金手指（connecting finger）是内存条上与内存插槽之间的连接部件，所有的信号都是通过金手指进行传送的。
金手指由众多金黄色的导电触片组成，因其表面镀金而且导电触片排列如手指状，所以称为“金手指”，金手指板都需要镀金或沉金。
金手指实际上是在覆铜板上通过特殊工艺再覆上一层金，因为金的抗氧化性极强，而且传导性也很强。
不过因为金昂贵的价格，目前较多的内存都采用镀锡来代替，从上个世纪90年代开始锡材料就开始普及。
目前主板、内存和显卡等设备的“金手指”几乎都是采用的锡材料，只有部分高性能服务器/工作站的配件接触点才会继续采用镀金的做法，价格自然不菲的。
二、镀金和沉金工艺的区别
沉金采用的是化学沉积的方法，通过化学氧化还原反应的方法生成一层镀层，一般厚度较厚，是化学镍金金层沉积方法的一种，可以达到较厚的金层。
镀金采用的是电解的原理，也叫电镀方式。
其他金属表面处理也多数采用的是电镀方式。
在实际产品应用中，90%的金板是沉金板，因为镀金板焊接性差是他的致命缺点，也是导致很多公司放弃镀金工艺的直接原因！
沉金工艺在印制线路表面上沉积颜色稳定，光亮度好，镀层平整，可焊性良好的镍金镀层。
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:
线路板表面处理工艺
线路板表面处理工艺主要有以下几种：
1. 喷锡：一种常用的工艺，可在线路板表面涂覆熔融锡铅焊料，然后用加热的压缩空气吹平，形成一层既抗铜氧化又可提供良好的可焊性的涂覆层。
该工艺尤其适合于尺寸较大的元件和间距较大的导线，价格较低，焊接性能佳。
然而，对于密度较高的PCB，喷锡工艺可能会影响其平坦性。
此外，这种工艺不适合焊接细间隙引脚以及过小的元器件，因为喷锡板的表面平整度较差，在PCB加工中容易产生锡珠，可能导致细间隙引脚元器件短路。
2. 沉金：在化学镀镍之后，在表面电镀一层金，形成金属保护层。
这种方法适用于SMT贴片焊接，具有良好的耐腐蚀性、平整度高等优点。
3. 硬金板：在铜导线和焊盘上化学电镀一层镍，然后在表面电镀一层金，形成金属保护层。
这种方法适用于插件焊接，具有良好的耐磨损性、导电性能好等优点。
4. 焊接阻焊：将线路板放入液态焊料（包括铅和锡）的沉积槽中，形成一层导电阻焊层。
这种方法适用于一些低成本的电子产品，但是容易产生杂散颗粒，对产品的可靠性有一定影响。
由于环保要求的增加，无铅焊接阻焊已逐渐取代传统的焊接阻焊工艺。
5. 电镀锡：将线路板放入电解槽中，在表面沉积一层薄薄的锡层。
6. 化学沉金(ENIG)：将线路板浸泡在化学药液中，先进行化学镀镍，然后在表面电镀一层金，形成金属保护层。
此外，还有一些其他的特殊应用场合的表面处理工艺。
请注意，这
些处理方式并非互斥的，可以根据实际需求选择或结合使用以达到最佳效果。
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表面处理方式
HASL特点
❖ 优点:成本低 ❖ 缺点:1.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. 2.铅对环境的影响
OSP
❖ 有机可焊性保护层（OSP） ❖ 故名思意，有机可焊性保护层（OSP, Organic solderability
preservative）是一种有机涂层，用来防止铜在焊接以前氧 化，也就是保护PCB焊盘的可焊性不受破坏。目前广泛使用 的两种OSP都属于含氮有机化合物，即连三氮茚 （Benzotriazoles）和咪唑有机结晶碱（Imidazoles）。它 们都能够很好的附着在裸铜表面，而且都很专一―――只情 有独钟于铜，而不会吸附在绝缘涂层上，比如阻焊膜。连三 氮茚会在铜表面形成一层分子薄膜，在组装过程中，当达到 一定的温度时，这层薄膜将被熔掉，尤其是在回流焊过程中， OSP比较容易挥发掉。咪唑有机结晶碱在铜表面形成的保护 薄膜比连三氮茚更厚，在组装过程中可以承受更多的热量周 期的冲击。
3. OSP在焊接过程中，需要更加强劲的Flux，否则消除 不了保护膜，从而导致焊接缺陷。
4.在存储过程中，OSP表面不能接触到酸性物质，温度 不能太高，否则OSP会挥发掉。不能存放长时间.ENIG❖ 化镍浸金(ENIG)
❖ 通过化学方法在铜表面镀上Ni/Au。内层Ni的沉积厚 度一般为120～240μin（约3～6μm），外层Au的沉 积厚度比较薄，一般为2～4μinch （0.05～ 0.1μm）。Ni在焊锡和铜之间形成阻隔层。焊接时， 外面的Au会迅速融解在焊锡里面，焊锡与Ni形成 Ni/Sn金属间化合物。外面镀金是为了防止在存储期 间Ni氧化或者钝化，所以金镀层要足够密，厚度不 能太薄。
PCB表面处理方式
It is applicable to work report, lecture and teaching
pcb各种表面处理厚度标准
PCB各种表面处理厚度标准1.镀铜厚度镀铜厚度是PCB表面处理中的重要参数之一，它直接影响到PCB的电气性能和可靠性。
根据不同的表面处理要求，镀铜厚度也会有所不同。
一般来说，常规的镀铜厚度在1-35μm之间。
对于一些高可靠性要求的应用，镀铜厚度可能会达到50μm以上。
2.涂层厚度涂层厚度也是PCB表面处理中的重要参数之一。
涂层的主要作用是保护PCB表面，防止氧化和腐蚀。
根据不同的涂层材料和工艺，涂层厚度也会有所不同。
一般来说，常规的涂层厚度在1-10μm之间。
对于一些高可靠性要求的应用，涂层厚度可能会达到20μm以上。
3.线路厚度线路厚度是指PCB上的导线厚度。
线路厚度直接影响到导线的电阻和载流能力。
根据不同的应用和工艺要求，线路厚度也会有所不同。
一般来说，常规的线路厚度在0.2-1.6mm之间。
对于一些高可靠性要求的应用，线路厚度可能会达到0.03mm以下。
4.焊盘厚度焊盘厚度是指PCB上用于焊接电子元件的金属片厚度。
焊盘厚度直接影响到焊接质量和可靠性。
根据不同的应用和工艺要求，焊盘厚度也会有所不同。
一般来说，常规的焊盘厚度在0.2-0.8mm之间。
对于一些高可靠性要求的应用，焊盘厚度可能会达到1mm以上。
5.孔壁厚度孔壁厚度是指PCB上钻孔后形成的金属壁厚度。
孔壁厚度直接影响到PCB 的机械强度和电气性能。
根据不同的应用和工艺要求，孔壁厚度也会有所不同。
一般来说，常规的孔壁厚度在0.1-0.5mm之间。
对于一些高可靠性要求的应用，孔壁厚度可能会达到0.8mm以上。
6.阻焊膜厚度阻焊膜是一种用于保护PCB表面导线和其他敏感区域的薄膜。
阻焊膜厚度直接影响到其保护效果和可靠性。
根据不同的应用和工艺要求，阻焊膜厚度也会有所不同。
一般来说，常规的阻焊膜厚度在0.03-0.2mm之间。
对于一些高可靠性要求的应用，阻焊膜厚度可能会达到0.3mm以上。
7.字符高度字符高度是指在PCB上打印元件标识、编号等信息的字体高度。
PCB表面处理分类及特点
表面處理種類
•乾式镀法 PVD 物理气相沈积法(Physical Vapor Deposition) 阴极溅射 真空镀(Vacuum Plating) 离子镀(Ion Plating) CVD 化学气相沈积法(Chemical Vapor Deposition)
PCB表面處理優缺點比較
處理
優點
缺點
(a) 平整度佳適合SMT裝 (a) 焊錫強度最差
配作業
(b) 容易造成BGA處焊接後之裂
(b) 由因金導電性特性對 痕,
化鎳浸金 ENIG
於板周圍須要良好的 接觸或對於按鍵用的 產品如手機類仍是最 佳的選擇
其原因為先天焊錫強度很差, 裝 配線操作空間小, 也可能是 PCB板本身上鎳容易氧化, 操 作空間同樣很小, 因此PCBA
(e) 无法使用ICT测试,因ICT测试会破坏OSP表 面保护层而造成焊盘氧化.
PCB表面處理優缺點比較
處理
噴錫板 HASL
優點
缺點
(a) 與OSP一樣其焊錫性也是特 性, 也同樣是各種表面處理 焊錫強度指標(Benchmark)
(b) 由於錫鉛板測試點與探針接 觸良好¸測試比較順利
(c) 目前制程与QC手法无须改 变
必須在110℃, 1小時以內完成,
以免影響焊錫性
(a) 在空氣中怕氧化更怕氯化及硫化, 因此存放及作業場所絕對不能有 酸,氯或硫化物,因此作業時希望 能比照O.S.P.在打開包裝後24小 時焊接完畢(最長也須在3天內完 成)以避免因水氣問題要Baking時 又被上述條件限制而進退兩難.
(b) 包裝材料不得含酸及硫化物.
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喷锡板我们厂是按PAD的面积算的，不过我做了5年PCB了，客户指定喷锡厚度的板子很少。
沉锡板大概0.8-1.2um
沉金ENIG 金厚0.05um min 镍厚3um min （IPC 4552）
沉银0.12um min 典型值0.2~0.3um （IPC4553)
电金金厚0.8um 镍厚2.54 um min (IPC 6012)
OSP 我们厂能0.2~0.5um
至于极限能力，厂子和厂子的能力不一样。
具体问题要具体分析
OSP不同于其它表面处理工艺之处为：它是在铜和空气间充当阻隔层；简单地说PCB常见的表面处理有喷锡、化锡、化镍/金、化银、电镍/金、OSP等几种。
裸铜板：
优点：成本低、表面平整，焊接性良好（在还没有氧化的情况下）。
缺点：容易受到酸及湿度影响，不能久放，拆封后需在2小时内用完，因为铜暴露在空气中容易氧化；无法使用于双面制程，因为经过第一次回流焊后第二面就已经氧化了。
如果有测试点，必须加印锡膏以防止氧化，否则后续将无法与探针接触良好。
喷锡板（HASL，Hot Air Solder Levelling，热风焊锡整平）：
优点：可以获得较佳的Wetting效果，因为镀层本身就是锡，价钱也较低，焊接性能佳。
缺点：不适合用来焊接细间隙脚以及过小的零件，因为喷锡板的表面平整度较差。
在PCB 制程中容易产生锡珠（solder bead），对细间脚（fine pitch）零件较易造成短路。
使用于双面SMT制程时，因为第二面已经过了第一次高温回流焊，极容易发生喷锡重新熔融而产生锡珠或类似水珠受重力影响成滴落的球状锡点，造成表面更不平整进而影响焊锡问题。
化金板（ENIG，Electroless Nickel Immersion Gold，无电镀镍浸金）：
优点：不易氧化，可长时间储放，表面平整，适合用于焊接细间隙脚以及焊点较小的零件。
有按键线路电路板的首选（如手机板）。
可以重复多次回流焊也不太会降低其锡焊性。
可以用来作为COB（Chip On Board“）打线的基材。
缺点：成本较高，焊接强度较差，因为使用无电镀镍制程，容易有黑垫/黑铅的问题产生。
镍层会随着时间氧化，长期的信赖度是个问题。
OSP板（Organic Soldering Presservative，有机保护膜）：
优点：具有裸铜板焊接的所有优点，过期（三个月）的板子也可以重新做表面处理，但通常以一次为限。
缺点：容易受到酸及湿度影响。
使用于二次回流焊时，需在一定时间内完成，通常第二次回流焊的效果会比较差。
存放时间如果超过三个月就必须重新表面处理。
打开包装后需在24小时内用完。
OSP为绝缘层，所以测试点必须加印锡膏以去
除原来的OSP层才能接触针点作电性测试。