表面处理技术

目前，PCBA生产所涉及的环境问题尤为突出。铅和溴是目前最热门的话题。无铅无卤会在多方面影响PCB的发展。虽然目前PCBA表面处理工艺的变化并不显着，似乎也比较遥远，但需要注意的是，长期缓慢的变化会带来很大的变化。随着环境问题的增加，PCBA表面处理技术必将在未来发生巨大变化。

PCB表面光洁度是组件和裸板PCB之间的涂层。应用它有两个基本原因：确保可焊性和保护裸露的铜电路。由于表面处理有多种类型，选择正确的表面处理并非易事，尤其是在表面贴装变得更加复杂以及 RoHS 和 WEEE 等法规改变了行业标准的情况下。

在pcbA制造时可能使用的常见PCB表面处理技术有HASL（热风焊料整平）、有机涂层（OSP）、化学镀镍/金、化学镀银、化学镀锡等。

HASL（热风焊料整平）/HASL 无铅：

热风焊料整平是在PCB表面涂上熔融的锡铅焊料并加热压缩空气整平（吹），使其形成一层既抗铜氧化又具有良好焊接性的涂层。在热风焊料整平过程中，PCB应浸入熔化的焊料中。气刀在焊料凝固前将液态焊料冲洗干净，可以最大限度地减少铜面上焊料的月牙形，防止焊桥。

热风整流分为立式和卧式两种。一般来说卧式较好，卧式热风整平涂层以均匀为主。自动化生产的一般流程如下：微腐蚀→预热→涂助焊剂→喷锡→清洗。

优点：低成本、可用、可维修

缺点：表面不平整，不适合细间距元件，热冲击，不适合电镀通孔 (PTH)，润湿性差

有机涂层 (OSP)：

与其他表面处理工艺不同，OSP 充当铜和空气之间的屏障。简单来说，OSP是在洁净的裸铜表面上生长一层有机皮膜的化学工艺，具有抗氧化、抗热震和抗潮的作用，保护铜表面不生锈（氧化或硫化等）。 ) 在正常环境中。同时，在焊接后的焊接温度下，必须容易被焊剂清除。有机涂层工艺简单、成本低，使其在工业上得到广泛应用。早期的有机涂料分子是防锈咪唑和苯并三唑，最近的分子主要是苯并咪唑。为了保证可以多次回流，如果铜表面只有一层有机涂层，可能就不行了，也就是说，必须有许多有机层，这就是为什么通常将铜溶液添加到化学浴中的原因。涂完第一层后，涂层吸附铜，然后，第二层有机涂层分子与铜结合，直到二十个甚至上百个有机涂层分子集中在铜表面。

其一般流程为：脱脂→微蚀→酸洗→纯水清洗→有机涂层→清洗，与其他处理工艺相比要容易得多。

优点：无铅、平面、工艺简单、可修复

缺点：对 PTH 不利，敏感，保质期短 

ENIG（化学镀镍/沉金）：

与OSP不同，ENIG只是一种厚镍金合金，在铜表面具有优异的电气性能，可以长期保护PCB并起到防锈层的作用，在PCB的长期使用中可以发挥作用并达到良好的电气性能. 更重要的是，它还具有其他表面处理工艺所不具备的环境耐受性。镀镍是因为金和铜相互扩散，而镍层可以阻止它们之间的扩散。如果没有镍层，金将在数小时内扩散到铜上。化学镀镍/浸渍的另一个好处是镍的强度，它只有 5um 厚，可以控制高温下的 Z 膨胀。此外，化学镀镍/镀金还可以防止铜溶解，这将有利于无铅焊接。 

一般流程为酸洗清洗→微蚀→预浸→活化→化学镀镍→化学浸出。整个过程有6个化学品罐，涉及近100种化学品，相对复杂 

优点：平面、坚固、无铅、适合 PTH

缺点：黑垫综合症，昂贵，不适合重新制作

沉银：

smt生产中银浸渍工艺的难点介于OSP和化学镀镍之间。浸银不会在PCB上披上厚重的铠甲，即使在高温、潮湿和污染环境中也能提供出色的电气性能并保持良好的可焊性，但会失去光泽。由于银层下方没有镍，因此浸银不具备 ENIG 所需的所有良好物理强度。浸银是一种置换反应，几乎是亚微米级的纯银镀层。有时工艺中还含有有机物，主要是为了防止银的腐蚀和消除银迁移问题。一般来说，很难测量这一薄层中的有机物，分析表明，有机物的重量不到1%。

浸锡：

由于目前所有的焊料都是基于锡的，所以焊料层可以匹配任何类型的焊料。但是，以往的PCB浸渍工艺容易产生锡须，焊接时锡须和锡的转移会带来一些无法避免的问题，从而限制了浸渍工艺的使用。溶液中加入有机添加剂后，锡层结构呈颗粒状，克服了以往的问题，具有良好的热稳定性和可焊性。

浸锡工艺可形成扁平的铜锡类化合物，具有良好的可焊性，与热风整平一样，但不存在平整度问题。化学镀镍和浸渍金属之间也没有扩散问题，只是不能浸泡锡板存放太久。

成本和可焊性的比较 

成本：电镀镍金>沉金>沉银>沉锡>喷锡>OSP。

实际可焊性：电镀镍金>HASL>OSP>ENIG>沉银>沉锡