隨著人類對生活環(huán)境要求的不斷提高，PCB生產(chǎn)過程中所涉及的環(huán)境問題越來越受到重視。

為什么要對PCB表面進(jìn)行特殊處理？

PCB表面處理的最基本目的是確保良好的可焊性或電性能。由于空氣中的銅易氧化，氧化銅層對焊接產(chǎn)生很大影響，容易形成假焊，嚴(yán)重會導(dǎo)致焊盤和元件無法焊接，因此，PCB生產(chǎn)和制造中會出現(xiàn)一種工藝，即在襯墊表面涂(鍍)一層材料，以保護(hù)焊盤不受氧化。

目前國內(nèi)板廠的PCB方便面處理工藝有：噴錫(HASL，hotairsolderleveling熱風(fēng)平整)、熱焊錫平熱風(fēng)調(diào)平、OSP(防氧化)、鎳金鍍、錫沉淀、銀沉積、化學(xué)鎳鈀金、電鍍硬金等，當(dāng)然，在特殊應(yīng)用中會有一些特殊的PCB表面處理工藝。

1.噴錫(熱風(fēng)平整)

熱風(fēng)整平的一般過程是：微腐蝕、預(yù)熱、鍍錫、噴洗。

熱風(fēng)矯直，又稱熱風(fēng)焊平(俗稱噴錫)，是在PCB表面涂覆熔錫(鉛)焊料，加熱壓縮空氣矯直，從而形成一層抗銅氧化，具有良好可焊性的涂層。釬料和銅在熱空氣調(diào)節(jié)焊料與銅的交界處形成銅錫金屬間化合物。PCB通常沉在熔融焊料中進(jìn)行熱風(fēng)整理；風(fēng)刀在釬料凝固前將液態(tài)焊料壓平；風(fēng)刀可使銅表面焊料的半月板形狀最小化，防止釬料橋接。

熱風(fēng)平分為豎直式和臥式，一般認(rèn)為臥式較好，主要是因為水平熱風(fēng)調(diào)平涂層較均勻，可實現(xiàn)自動生產(chǎn)。

優(yōu)點：價格低，焊接性能好。

缺點：由于噴錫板表面光潔度差，不適合焊接薄間隙銷和太小部件。錫珠(solderbead)容易在PCB加工過程中產(chǎn)生錫珠，容易產(chǎn)生短路到細(xì)間隙銷(finepitch)元件。在雙面SMT工藝中使用時，由于第二面已經(jīng)通過高溫回流焊，TiN噴涂重熔很容易產(chǎn)生錫珠或類似的水滴落入受重力影響的球形錫點，從而造成表面不均勻，從而影響焊接問題。

2.有機(jī)可焊性保護(hù)劑(OSP)

一般工藝如下：脫脂->；微腐蝕>；酸洗>；純水清洗>；有機(jī)涂層>；清洗，工藝控制比其他工藝更容易表明處理過程更容易。

OSP是根據(jù)RoHS指令對印刷電路板(PCB)銅箔進(jìn)行表面處理的一種工藝。據(jù)估計，目前大約有25%的多氯聯(lián)苯使用OSP工藝，而OSP工藝一直在上升(很可能OSP工藝現(xiàn)在已超過噴錫而居于第一位)。OSP工藝可用于低技術(shù)PCB或高科技PCB，如單面電視與PCB、高密度芯片封裝板等。對于BGA，也有許多OSP應(yīng)用程序。如果PCB不具備表面連接的功能要求或存儲時間限制，OSP工藝將是最理想的表面處理工藝。

優(yōu)點：工藝簡單，表面光滑，適用于無鉛焊接和SMT。返工方便，生產(chǎn)操作方便，適合水平操作。適用于各種處理共存(比如：OSP+ENIG)，成本低，環(huán)境友好。

缺點：回流焊次數(shù)限制(多次焊接厚，膜會被破壞，基本上2次沒有問題)。不適用于卷曲技術(shù)、線材裝訂。視覺檢測和電氣測量不方便。SMT需要氮氣保護(hù)。SMT返工不適用。需要較高的存儲條件。

3.全板鍍鎳金

在PCB表面鍍金先涂上一層鎳，再涂上一層金。鍍鎳主要是為了防止金和銅之間的擴(kuò)散。鍍鎳有兩種：軟金(純金，金表面看起來不亮)和硬鍍金(表面平滑和硬，耐磨，含有鈷等其他元素，金表面看起來較光亮)。軟金主要用于芯片封裝的金絲，硬金主要用于非焊接部位的電氣連接。

優(yōu)點：儲存時間長>；12個月。適用于觸點開關(guān)設(shè)計和金絲包扎。適用于電氣測試。

缺點：成本高，金厚。電鍍金手指時，需要額外的設(shè)計線來導(dǎo)電。由于鍍金的厚度不一定會導(dǎo)致焊點的脆化，這會影響焊點的強度。電鍍表面的均勻性。電鍍的鎳金不會包裹金屬絲的邊緣。不適合鋁絲的捆綁。

4.沉金

一般工藝如下：除酸洗清洗>；微腐蝕>；預(yù)浸->；活化->；化學(xué)鍍鎳>；化學(xué)浸金；過程中有6個化學(xué)槽，涉及近100種化學(xué)品，工藝更為復(fù)雜。

金是一層厚厚的鎳金合金包覆在銅表面，可以長期保護(hù)PCB。此外，它還具有其他表面處理工藝所不具備的對環(huán)境的容忍度。此外，金還可以防止銅的溶解，這將有利于無鉛組裝。

優(yōu)點：不易氧化，儲存時間長，表面光滑，適合焊接細(xì)間隙銷和小焊點元件。有關(guān)鍵的PCB板首選(如手機(jī)板)。回流焊接可重復(fù)多次，可焊性不明顯降低。可用作COB(ChipOnBoard)焊絲的基材。

缺點：成本高，焊接強度差，因為采用非電鍍鎳工藝，容易產(chǎn)生黑盤問題。鎳層會隨著時間的推移而氧化，長期的可靠性是個問題。

5.沉錫

目前，所有的焊料都是基于錫的，所以錫層可以與任何類型的焊料相匹配。TiN沉積工藝可以形成一個扁平的銅錫金屬間化合物，使錫鍍層具有與熱風(fēng)平整相同的焊接性，而不像熱風(fēng)平直；錫板不能儲存太長時間，必須按照沉積錫的順序進(jìn)行組裝。

優(yōu)點：適用于水平生產(chǎn)。適合精細(xì)線材加工，適用無鉛焊接，特別適用于壓邊工藝。非常好的平滑性，適用于SMT。

缺點：需要良好的儲存條件(最好不超過6個月)來控制錫晶須的生長。不適合接觸開關(guān)設(shè)計。在生產(chǎn)過程中，電阻焊接薄膜的工藝要求很高，否則會導(dǎo)致電阻焊接膜脫落。在多次焊接時，最好保護(hù)氮氣。電氣測試也是一個問題。

6.沉銀

鍍銀工藝介于有機(jī)鍍銀和化學(xué)鍍鎳/鍍金之間，工藝簡單、快速。即使暴露在熱、濕、污染的環(huán)境中，銀仍然可以保持良好的焊接性，但會失去光澤。銀不具備化學(xué)鍍鎳/鍍金的良好物理強度，因為鍍銀層下沒有鎳。

優(yōu)點：工藝簡單，適合無鉛焊接，表面平整，成本低，適用于很細(xì)的線材。

缺點：儲存條件高，易污染。焊接強度容易出現(xiàn)問題(微空洞問題)。電阻焊膜下的銅中容易出現(xiàn)電遷移現(xiàn)象和賈凡尼咬現(xiàn)象。電學(xué)測量也是一個問題。

7.化學(xué)鎳鈀金

與沉淀金相比，化學(xué)鎳、鈀和金在鎳和金之間有一層額外的鈀。鈀可以防止置換反應(yīng)引起的腐蝕，并為金沉積做充分準(zhǔn)備。另一方面，金被鈀緊緊覆蓋，提供了良好的接觸表面。

優(yōu)點：適用于無鉛焊接。表面非常平整，適合SMT。該孔也可以涂上鎳和金。長期而言，儲存條件不苛刻。適合電氣測試。適合開關(guān)觸點設(shè)計。適用于鋁絲裝訂，適用于厚板，抗環(huán)境攻擊能力強。

8.電鍍硬金

為了提高產(chǎn)品的耐磨性，增加插拔次數(shù)，對硬金進(jìn)行電鍍。

印制板表面處理過程的變化不大，似乎仍然是一件遙遠(yuǎn)的事情，但需要注意的是，長期緩慢的變化會導(dǎo)致很大的變化。隨著環(huán)保呼聲的提高，PCB的表面處理過程必將在未來發(fā)生巨大的變化。