PCB表面处理的优缺点

任何在印刷电路板(PCB)行业工作的人都知道PCB表面有铜镀层。如果它们没有保护，那么铜将氧化和变质，使电路板不能使用。表面处理形成了元件和PCB之间的关键界面。表面处理有两个基本功能，一是保护暴露的铜电路，二是在将元件组装(焊接)到印刷电路板上时提供可焊接的表面。

有铅喷锡（HASL）曾经是一种可靠的方法，可以提供一致的组装结果。然而，不断增加的电路复杂度和元件密度已经将焊接水平系统的能力延伸到极限。

随着元件球距越来越细，对薄涂层的需求越来越大，有铅喷锡（HASL）代表了PCB制造商的工艺限制。作为有铅喷锡（HASL）的替代品，替代涂层已经出现好几年了，包括电解和浸渍工艺。

下面列出的是PCB制造中使用的一些更常见的表面处理。

有铅喷锡（HASL）/ 无铅喷锡（Lead Free HASL）

有铅喷锡（HASL）是工业中使用的主要表面处理。该工艺包括将电路板浸入锡/铅合金的熔锅中，然后使用“空气刀”将热空气吹过电路板表面，去除多余的焊料。

HASL工艺的一个意想不到的好处是，它可以将PCB暴露在高达265°C的温度下，可以在任何昂贵的元件组装到电路板上之前，发现任何潜在的脱层问题。

优点:

表面平整

便宜

稳定

耐用

缺点:

容易造成的操作损坏

工艺使用致癌物(硫脲)

暴露在最终组装的锡容易被腐蚀

锡须

不适用于多次回流/组装工艺

厚度难以测量

OSP

OSP(有机可焊性防腐剂)或防污保护铜表面免受氧化，通过在裸露的铜表面涂上一层非常薄的保护层，通常采用传送带化工艺。

它使用一种水性有机化合物，选择性地与铜结合，并在焊接前提供一层有机金属层来保护铜。与其他常见的无铅相比，它也非常环保，因为它们要么有毒，要么能耗高得多。

表面处理为OSP的印刷电路板

优点：

表面平整

没有铅

加工简单

经济

缺点：

无法测量厚度

对电镀通孔不好

保质期短

可能会导致ICT问题

最终组装可能会漏铜

处理敏感

沉金 (ENIG)

ENIG是一种2-8μin Au / 120-240 μin Ni的两层金属镀层。镍是铜的屏障，是组件实际焊接到的表面。在储存过程中，金保护了镍，还提供了薄金矿所需的低接触电阻。由于RoHs规则的增长和实施，ENIG现在可以说是PCB行业使用最多的表面处理。

表面处理为沉金的印刷电路板

优点：

表面平整

没有铅

对电镀通孔好

保质期长

缺点：

昂贵

黑色的焊盘/黑色的镍

ET可能会造成伤害

信号丢失

加工复杂

硬金 （Hard Gold）

电解硬金由一层镀金在镍的屏障涂层。硬金非常耐用，最常用于高磨损领域，如边缘连接器手指位和键盘。

与ENIG不同的是，它的厚度可以通过控制电镀周期的持续时间来改变，尽管手指的典型最小值是Class 1和Class 2的30μin gold / 100μin nickel, Class 3为50μin  gold / 100μin nickel。

硬金一般不应用于可焊区域，因为其成本高，可焊性相对较差。最大厚度17.8μin，因此，如果必须在焊接表面使用这种类型的金，推荐的标称厚度应为5-10μin左右。

优点：

坚硬，表面耐用

没有铅

保质期长

缺点：

非常贵

额外加工/劳动密集型

限界

与其他表面处理有困难

蚀刻削边会导致切片/剥落

17μin以上不可焊接

结论：

通过考虑各种选项，同时考虑性能要求和材料成本，为项目选择合适的表面处理是很重要的。

例如，如果您正在寻找最低的成本，那么有铅喷锡（HASL）可能看起来是一个不错的选择，但它不适合符合RoHS的产品。如果你的产品确实需要RoHS，你可以考虑无铅喷锡（lead-free HASL）。这只是在没有使用精细密度元件的情况下，因为LFHASL不能完全平整地应用。如果你的设计需要符合RoHS要求，并且确实使用了精细间距元件，那么你需要选择平整无铅的表面处理，比如沉银或ENIG。请记住，这样做将需要使用更昂贵的高温层压板。

不确定自己需要什么?在做出选择之前，请咨询PCB制造商。这将确保表面处理和材料的结合将如预期一样，产生一个高产量的，具有成本效益的设计。