幾種PCB表面處理工藝優(yōu)缺點(diǎn)以及它們的適用場景

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　　幾種PCB表面處理工藝優(yōu)缺點(diǎn)以及它們的適用場景
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5 |! O- t9 }& s　　PCB表面的處理工藝多種多樣，這里介紹9中常見的處理工藝，以及它們的適用場景，下面跟小編來一起看看吧。
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5 }0 z  q0 z: b9 i  R4 |" S　　1.裸銅板
$ M6 N5 r3 n6 T5 A　　優(yōu)缺點(diǎn)很明顯：
　　優(yōu)點(diǎn)：成本低、表面平整，焊接性良好(在沒有被氧化的情況下)。
　　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;無法使用于雙面板，因?yàn)榻?jīng)過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)將無法與探針接觸良好。
0 R; u8 _7 A6 v- Z' `4 @, u　　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。
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　　2.OSP工藝板
' w! s1 D) n1 l) P( D6 D" e　　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，簡單地說，OSP就是在潔凈的裸銅表面上，以化學(xué)的方法長出一層有機(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。
　　這層有機(jī)物薄膜的唯一作用是，在焊接之前保證內(nèi)層銅箔不會(huì)被氧化。焊接的時(shí)候一加熱，這層膜就揮發(fā)掉了。焊錫就能夠把銅線和元器件焊接在一起。但是這層有機(jī)膜很不耐腐蝕，一塊OSP的電路板，暴露在空氣中十來天，就不能焊接元器件了。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。
' N1 D/ n, J' c3 _5 |  K' S! C# s　　優(yōu)點(diǎn)：具有裸銅板焊接的所有優(yōu)點(diǎn)，過期的板子也可以重新做一次表面處理。
$ a& B+ |- n- x0 Q4 _& H. U. {0 c　　缺點(diǎn)：1.OSP透明無色，所以檢查起來比較困難，很難辨別是否經(jīng)過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)必須開鋼網(wǎng)加印錫膏以去除原來的OSP層才能接觸針點(diǎn)作電性測(cè)試。OSP更無法用來作為處理電氣接觸表面，比如按鍵的鍵盤表面。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)間如果超過三個(gè)月就必須重新表面處理。打開包裝后需在24小時(shí)內(nèi)用完。

　　3.熱風(fēng)整平(HASL)
  Y# x) x+ T6 O% _　　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。
4 ~0 n5 R: m  w8 i, D' v　　在穿孔器件占主導(dǎo)地位的場合，波峰焊是最好的焊接方法，而HASL足以滿足波峰焊的工藝要求，當(dāng)然對(duì)于結(jié)點(diǎn)強(qiáng)度要求高的情況下多采用電鍍鎳/金的方法。
　　優(yōu)點(diǎn)：成本低
　　缺點(diǎn)：1.HASL技術(shù)處理過的焊盤不夠平整，共面性不能滿足細(xì)間距焊盤的工藝要求。2.不環(huán)保，鉛對(duì)環(huán)境有害。
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7 k- b: V" f" L; h0 t& ]　　4.鍍金板
' [+ H  I0 T  s7 k6 }7 L　　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。
! B+ x4 G, j; K* G5 M4 H* K* @　　鍍金層大量應(yīng)用在電路板的元器件焊盤、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。
- Z) G4 v' [& m　　優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)電性強(qiáng)，抗氧化性好，壽命長。鍍層致密，比較耐磨，一般用在邦定、焊接及插拔的場合。
　　缺點(diǎn)：成本較高，焊接強(qiáng)度較差。

# t/ B  i; K; M" R% q( `, V　　5.化金/沉金(ENIG)
　　化鎳浸金(ENIG)，也稱化鎳金、沉鎳金，簡稱化金與沉金。ENIG是通過化學(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長期使用過程中有用并實(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。
" B4 P5 _6 F4 a0 x　　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處理過的PCB表面在ENIG或焊接過程中很容易產(chǎn)生黑盤效益。黑盤的直接表現(xiàn)為Ni過度氧化，金過多，會(huì)使焊點(diǎn)脆化，影響可靠性。

　　6.化學(xué)鍍鎳鈀浸金(ENEPIG)
　　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(Black Pad)缺陷引起的連接可靠性問題，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。
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, X9 y5 ~0 M7 K% M& P% C　　7.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。但是無法像黃金一樣提供長久的接觸可靠性。對(duì)于已經(jīng)焊接好的元器件沒什么影響，但是對(duì)于長期暴露在空氣中的焊盤，可靠性是不夠的，例如接地焊盤、彈針插座等。長期使用容易氧化銹蝕，導(dǎo)致接觸不良�；�本上用作小數(shù)碼產(chǎn)品的電路板，無一例外的是噴錫板，原因就是便宜。
  [$ M- ?5 c. y& q　　優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格較低，焊接性能佳。
' `, L7 C) ~0 x7 W　　缺點(diǎn)：不適合用來焊接細(xì)間隙的引腳以及過小的元器件，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�面已�?jīng)過了一次高溫回流焊，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)而影響焊接問題。
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! D  P7 z- `4 `  L3 s6 q& E+ B　　8.浸銀
' w' S, b3 d/ j& l　　浸銀工藝介于OSP和化學(xué)鍍鎳/浸金之間，工藝較簡單、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題，一般很難量測(cè)出來這一薄層的有機(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。
) B* a$ i" U0 V! ~" n　　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)度沒有金好。
　　缺點(diǎn)：浸銀有一個(gè)重要的問題就是銀的電子遷移問題，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，通過向銀內(nèi)添加有機(jī)成分可以降低電子遷移問題。

' K3 c4 z* B" Q4 C6 Y　　9.浸錫
% v/ i7 l& ]$ E　　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，在焊接過程中錫須和錫遷移會(huì)帶來可靠性問題，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，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，直到失去可焊性。也沒有化學(xué)鍍鎳/浸金金屬間的擴(kuò)散問題;只是浸錫板不可以存儲(chǔ)太久。

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龍川布衣

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