電路板有哪些表面處理技術(shù)？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

隨著時(shí)代的演進(jìn)，科技的進(jìn)步，環(huán)保的要求，電子業(yè)也隨著時(shí)代的巨輪主動(dòng)或被迫的前進(jìn)，電路板的科技何嘗不是如此。這里幾種電路板的表面處理是目前較常見(jiàn)的制程，我只能說(shuō)目前沒(méi)有最完美的表面處理，所以才會(huì)有這么多種選擇，每一種表面處理都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。

一、裸銅板：純銅如果暴露在空氣中很容易被氧化，外層必須要有上述保護(hù)層。所以就需要在電路板加工中進(jìn)行表面處理。

優(yōu)點(diǎn)：成本低、表面平整，焊接性良好（在沒(méi)有被氧化的情況下）。

缺點(diǎn)：容易受到酸及濕度影響，不能久放，拆封后需在2小時(shí)內(nèi)用完，因?yàn)殂~暴露在空氣中容易氧化;無(wú)法使用于雙面板，因?yàn)榻?jīng)過(guò)第一次回流焊后第二面就已經(jīng)氧化了。如果有測(cè)試點(diǎn)，必須加印錫膏以防止氧化，否則后續(xù)將無(wú)法與探針接觸良好。

二、OSP工藝板：OSP不同于其它表面處理工藝之處為：它的作用是在銅和空氣間充當(dāng)阻隔層，簡(jiǎn)單地說(shuō)，OSP就是在潔凈的裸銅表面上，以化學(xué)的方法長(zhǎng)出一層有機(jī)薄膜。因?yàn)槭怯袡C(jī)物，不是金屬，所以比噴錫工藝還要便宜。電腦主板有很多采用OSP工藝。因?yàn)殡娐钒迕娣e太大了，OSP更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

優(yōu)點(diǎn)：具有裸銅板焊接的所有優(yōu)點(diǎn)，過(guò)期的板子也可以重新做一次表面處理。

缺點(diǎn)：1.OSP透明無(wú)色，所以檢查起來(lái)比較困難，很難辨別是否經(jīng)過(guò)OSP處理。

2.OSP本身是絕緣的，不導(dǎo)電，會(huì)影響電氣測(cè)試。所以測(cè)試點(diǎn)必須開(kāi)鋼網(wǎng)加印錫膏以去除原來(lái)的OSP層才能接觸針點(diǎn)作電性測(cè)試。OSP更無(wú)法用來(lái)作為處理電氣接觸表面，比如按鍵的鍵盤(pán)表面。

3.OSP容易受到酸及溫度影響。使用于二次回流焊時(shí)，需在一定時(shí)間內(nèi)完成，通常第二次回流焊的效果會(huì)比較差。存放時(shí)間如果超過(guò)三個(gè)月就必須重新表面處理。打開(kāi)包裝后需在24小時(shí)內(nèi)用完

三、熱風(fēng)整平：熱風(fēng)整平又名熱風(fēng)焊料整平，它是在PCB表面涂覆熔融錫鉛焊料并用加熱壓縮空氣整平（吹平）的工藝，使其形成一層既抗銅氧化又可提供良好的可焊性的涂覆層。熱風(fēng)整平時(shí)焊料和銅在結(jié)合處形成銅錫金屬化合物，其厚度大約有1～2mil。

優(yōu)點(diǎn)：成本低

缺點(diǎn)：1.HASL技術(shù)處理過(guò)的焊盤(pán)不夠平整，共面性不能滿足細(xì)間距焊盤(pán)的工藝要求。2.不環(huán)保，鉛對(duì)環(huán)境有害

四、鍍金板：鍍金使用的是真正的黃金，即便只鍍了很薄一層，就已經(jīng)占了電路板成本的近10%。使用金作為鍍層，一是為了方便焊接，二是為了防腐蝕。即使是用了好幾年的內(nèi)存條的金手指，依然是閃亮如初，若是使用了相同時(shí)間的銅、鋁、鐵，現(xiàn)在已經(jīng)銹成一堆廢品。鍍金層大量應(yīng)用在電路板的元器件焊盤(pán)、金手指、連接器彈片等位置。我們用的最廣泛的手機(jī)電路板的主板大多是鍍金板，沉金板，電腦主板、音響和小數(shù)碼的電路板一般都不是鍍金板。

優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)電性強(qiáng)，抗氧化性好，壽命長(zhǎng)。鍍層致密，比較耐磨，一般用在邦定、焊接及插拔的場(chǎng)合

缺點(diǎn)：成本較高，焊接強(qiáng)度較差。

五、化金/沉金：化鎳浸金（ENIG），也稱化鎳金、沉鎳金，簡(jiǎn)稱化金與沉金。ENIG是通過(guò)化學(xué)方法在銅面上包裹一層厚厚的，電性能良好的鎳金合金并可以長(zhǎng)期保護(hù)PCB。內(nèi)層鎳的沉積厚度一般為120~240μin（約3~6μm），外層的金的沉積厚度一般為2~4μinch（0.05~0.1μm）。不像OSP那樣僅作為防銹阻隔層，其能夠在PCB長(zhǎng)期使用過(guò)程中有用并實(shí)現(xiàn)良好的電性能。另外它也具有其它表面處理工藝所不具備的對(duì)環(huán)境的忍耐性。

優(yōu)點(diǎn)：1.ENIG處理過(guò)的PCB表面非常平整，共面性很好，適合用于按鍵接觸面。

2.ENIG可焊性極佳，金會(huì)迅速融入融化的焊錫里面，焊錫與Ni形成Ni/Sn金屬化合物。

缺點(diǎn)：工藝流程復(fù)雜，而且想要達(dá)到很好的效果需要嚴(yán)格控制工藝參數(shù)。最麻煩的是，EING處理過(guò)的PCB表面在ENIG或焊接過(guò)程中很容易產(chǎn)生黑盤(pán)效益。黑盤(pán)的直接表現(xiàn)為Ni過(guò)度氧化，金過(guò)多，會(huì)使焊點(diǎn)脆化，影響可靠性。

六、化學(xué)鍍鎳鈀浸金：相比化鎳金，ENEPIG在鎳和金之間多了一層鈀，在置換金的沉積反應(yīng)中，化學(xué)鍍鈀層會(huì)保護(hù)鎳層防止它被交置換金過(guò)度腐蝕，鈀在防止出現(xiàn)置換反應(yīng)導(dǎo)致的腐蝕現(xiàn)象的同時(shí)，為浸金作好充分準(zhǔn)備。鎳的沉積厚度一般為120~240μin（約3~6μm），鈀的厚度為4~20μin（約0.1~0.5μm）。金的沉積厚度一般為1~4μin（0.02~0.1μm）。

優(yōu)點(diǎn)：它的應(yīng)用范圍非常廣泛，同時(shí)化學(xué)鎳鈀金表面處理相對(duì)化鎳金表面處理可有效防止黑盤(pán)（Black Pad）缺陷引起的連接可靠性問(wèn)題，可以代替化鎳金。

缺點(diǎn)： ENEPIG雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但是鈀的價(jià)格昂貴，是一種短缺資源。同時(shí)與化鎳金一樣，其工藝控制要求嚴(yán)格。

七、噴錫電路板：銀色的板子叫做噴錫板。在銅的線路外層噴一層錫，也能夠有助于焊接。但是無(wú)法像黃金一樣提供長(zhǎng)久的接觸可靠性。對(duì)于已經(jīng)焊接好的元器件沒(méi)什么影響，但是對(duì)于長(zhǎng)期暴露在空氣中的焊盤(pán)，可靠性是不夠的，例如接地焊盤(pán)、彈針插座等。長(zhǎng)期使用容易氧化銹蝕，導(dǎo)致接觸不良?；旧嫌米餍?shù)碼產(chǎn)品的電路板，無(wú)一例外的是噴錫板，原因就是便宜。

優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格較低，焊接性能佳。

缺點(diǎn)：不適合用來(lái)焊接細(xì)間隙的引腳以及過(guò)小的元器件，因?yàn)閲婂a板的表面平整度較差。在PCB加工中容易產(chǎn)生錫珠（solder bead），對(duì)細(xì)間隙引腳（fine pitch）元器件較易造成短路。使用于雙面SMT工藝時(shí)，因?yàn)榈诙嬉呀?jīng)過(guò)了一次高溫回流焊，極容易發(fā)生噴錫重新熔融而產(chǎn)生錫珠或類似水珠受重力影響成滴落的球狀錫點(diǎn)，造成表面更不平整進(jìn)而影響焊接問(wèn)題。

八、浸銀：浸銀工藝介于OSP和化學(xué)鍍鎳/浸金之間，工藝較簡(jiǎn)單、快速。浸銀是置換反應(yīng)，它幾乎是亞微米級(jí)的純銀涂覆（5~15μin，約0.1~0.4μm）。有時(shí)浸銀過(guò)程中還包含一些有機(jī)物，主要是防止銀腐蝕和消除銀遷移問(wèn)題，一般很難量測(cè)出來(lái)這一薄層的有機(jī)物，分析表明有機(jī)體的重量少于1%。即使暴露在熱、濕和污染的環(huán)境中，仍能提供很好的電性能和保持良好的可焊性，但會(huì)失去光澤。因?yàn)殂y層下面沒(méi)有鎳，所以浸銀不具備化學(xué)鍍鎳/浸金所有的好的物理強(qiáng)度。

優(yōu)點(diǎn)：浸銀焊接面可焊性良好，共面性很好，同時(shí)又不像OSP那樣存在導(dǎo)電障礙，但是作為接觸面（如按鍵面）時(shí)，其強(qiáng)度沒(méi)有金好。

缺點(diǎn)：浸銀有一個(gè)重要的問(wèn)題就是銀的電子遷移問(wèn)題，當(dāng)暴露在潮濕環(huán)境下時(shí)，銀會(huì)在電壓的作用下產(chǎn)生電子遷移，通過(guò)向銀內(nèi)添加有機(jī)成分可以降低電子遷移問(wèn)題。

九、浸錫：由于目前所有焊料是以錫為基礎(chǔ)的，所以錫層能與任何類型的焊料相匹配。但以前的PCB經(jīng)浸錫工藝后易出現(xiàn)錫須，在焊接過(guò)程中錫須和錫遷移會(huì)帶來(lái)可靠性問(wèn)題，因此限制了浸錫工藝的采用。后在浸錫溶液中加入了有機(jī)添加劑，使錫層結(jié)構(gòu)呈顆粒狀結(jié)構(gòu)，克服了之前的問(wèn)題，而且還具有好的熱穩(wěn)定性和可焊性。

浸錫的最大弱點(diǎn)是壽命短，尤其是存放于高溫高濕的環(huán)境下時(shí)，Cu/Sn金屬間化合物會(huì)不斷增長(zhǎng)，直到失去可焊性。錫的沉積厚度不低于40μin（1.0μm）是比較合理的，這樣才能提供一個(gè)純錫表面，以滿足可焊性要求。

缺點(diǎn)：浸錫的最大弱點(diǎn)是壽命短，尤其是存放于高溫高濕的環(huán)境下時(shí)，Cu/Sn金屬間化合物會(huì)不斷增長(zhǎng)，直到失去可焊性。也沒(méi)有化學(xué)鍍鎳/浸金金屬間的擴(kuò)散問(wèn)題；只是浸錫板不可以存儲(chǔ)太久

每種表面處理工藝各有起獨(dú)到之處，應(yīng)用范圍也不大相同。但化鎳鈀浸金（ENEPIG）是一種萬(wàn)能的處理方法，它能夠滿足各種組裝場(chǎng)合的要求。

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