PCB表面处理终极指南-如何选择最合适的

PCB 表面光洁度——印刷电路板 (PCB) 最关键的方面之一是表面光洁度。 PCB中应用的整理决定了它的功效和寿命。但是有相当多的选择，您如何选择理想的选择？继续阅读以找出答案。

1. PCB表面处理 —什么是 PCB 表面处理？

PCB 表面光洁度是裸露的印刷电路板和组件之间的涂层。 PCB 的铜饰面如果不加以保护，很容易氧化和变质。为此，有必要为两个关键目的应用精加工：

• 保护铜表面和电路

• 在组装过程中为焊接相关组件做好表面准备

现在让我们来看看具体的表面处理以及它们之间的区别。

2. PCB表面处理 —7 种 PCB 表面处理方式与比较

PCB表面处理有七种类型，各有优缺点：

• 热风焊料整平 (HASL)

HASL 是最常见的表面处理。它也是最实惠的。应用过程包括将 PCB 浸入熔融焊料溶液中，然后使用热风刀吹掉残留物。熔融焊料的分辨率由铅和锡合金制成。

优势

HASL表面处理最显着的优点是经济。其他优势包括：

• 它允许更大的处理窗口
• 适用于多种 PCB
• 提供出色的可焊性

缺点

如前所述，这种表面处理包括将电路板浸入由铅和锡组成的熔融焊料溶液中。它不适合要求符合 RoHS 标准的面板。这个缺点与其他缺点有关，包括：

• 大小焊盘的厚度不同
• 不适用于 HDI 产品
• 它会导致细间距上的桥接
• 不适用于直径小于 20mil 的 BGA 和 SMD
• 无铅喷锡

无铅 HASL 是当今 PCB 上最流行的表面处理。它是通过将PCB浸入熔融合金铅或锡合金铅或锡合金铅或锡合金中来应用的，以确保覆盖整个表面。然后使用气刀吹掉残留物以获得均匀的涂层。

优势

无铅 HASL 最显着的优势之一是它通过将 PCB 暴露在大约 2650C 的温度下而暴露了潜在的分层问题。其他优势包括：

• 广泛使用
• 环保
• 确保耐用性
• 可以重做
• 物美价廉

缺点

• 可能会产生热冲击
• 可能会导致表面不平整
• 不适合细调
• 它可以桥接焊料
• 它可以减少 PTH（塞孔）
• 浸锡 (ISN)

浸锡是细间距产品、平面、背板和压配合的理想表面处理。 ISN是通过与PCB的铜表面发生化学置换反应来应用的。

PCB 表面处理-优势

浸锡具有远远超过其缺点的广泛优势。它们包括：

• 与无铅 HASL 不同，形成均匀的表面
• 可以返工
• 可替代回流焊
• 高度可靠
• 它是各种 PCB 的理想选择

缺点

锡和铜彼此具有很强的亲和力。这意味着其中一种金属向另一种金属的扩散是不可避免的。结果是与大多数其他 PCB 表面处理相比，保质期更短。它还可能限制 PCB 性能。这是它最大的缺点。其他缺点包括：

• 不适合 PTH
• 可以返工，但由于保质期短，因此程度有限
• 它会导致锡晶须
• 会损坏阻焊层
• 难以处理，并可能导致广泛的损害
• 它可能对处理者不健康，因为它含有一种被称为梭罗的致癌物质

沉锡成本

• 沉银 (IAG)

自 WEEE 和 RoHS 指令通过以来，沉银已广受欢迎。出于多种原因，它被认为是 ENIG 的绝佳替代品，其中最主要的原因是它是细间距的理想选择。沉银主要用于铝线键合、薄膜开关和EMI屏蔽。

优势

沉银的主要优点之一是它含有 OSP，可防止失去光泽。然而，这也使得 PCB 在应用后必须立即封装，因为 OSP 对板上的污染物很敏感，沉银的优点包括：
符合RoHS指令和要求

• 适合细间距
• 大约 12 个月的适中保质期
• 与其他表面处理相比高度稳定
• 平面的理想选择
• 物美价廉

PCB表面处理-缺点

如前所述，OSP的存在使沉银容易失去光泽，这是其最大的缺点。其他缺点包括：

• 这可能会导致银晶须
• 它不适合兼容引脚交互，因为它具有很高的分数系数
• 它的一些系统无法投入纵横比为 1:1 的微通孔
• 化学镀镍沉金 (ENIG)
  

化学镀镍在 PCB 行业中迅速流行，因为它克服了与其他表面处理相关的许多重大缺点。 ENIG 的申请流程分为两部分。首先，应用镍层作为铜的屏障和可以焊接元件的合适表面。然后在电路板存储期间使用另一层金来保护镍层。

PCB 表面处理-优势

ENIG 最显着的优势在于它是新一代和即将到来的复杂表面组件的理想选择，包括倒装芯片和 BGA；其他表面处理的缺点限制了它们在这些新板上的应用。其他优势包括：

• 非常适合平坦表面，因为镍层和金层既薄又均匀
• 不含铅
• PTH 的理想选择
• 保质期长

缺点

虽然虽然ENIG的保质期很长，但它也与“黑垫综合症”有关，这是一个常见的问题，会导致镍层和金层之间的磷堆积，从而导致断裂和电路板连接错误。唯一的另一个主要缺点是它不适合返工。

• 镍钯 (ENEPIG)

镍钯 (ENEPIG) PCB 表面处理是 ENIG 的升级版。在 ENIG 中，浸金已被证明会破坏镍层。 ENEPIG 在金和镍层之间引入了一层镀钯。

优势

ENEPIG 被称为“通用表面处理”，因为它适用于许多具有多个表面封装的现代、高度先进的电路板。它具有一系列优势，包括：

• 它形成了一个平坦的表面。
• 易于处理
• 它对皮肤没有毒性作用。
• 不含铅。
• 非常适合多个回流循环
• 与 Sn-Ag-Cu 焊料高度兼容。
• 保质期长。

缺点

• 经常会导致出现黑垫
• 它会降低焊点的可靠性
• 钯层太厚，无法支持可焊性性能
• 与其他表面处理相比，润湿时间更长
• 受电镀条件影响
• 与大多数其他表面处理相比，它的价格昂贵
  OSP（有机可焊性防腐剂）

OSP 是一种有机的水性表面处理剂。它在与铜的结合方面具有选择性，并且还使 PCB 可焊接。

PCB 表面处理-优势

OSP 表面处理以其有机和水基的环境友好性而著称。它还使其易于应用，并且与其他表面处理相比，该过程相对较短且简单。其优点包括：

• 提供均匀的共面表面
• 需要很少的设备维护
• 不含铅
• 可以修复

缺点

OSP 是有机的和水基的，因此在处理时对损坏非常敏感。它与其他几个缺点有关：

• 保质期短

• PTH 太可怕了

PCB表面处理——如何选择PCB表面处理

这些类型的 PCB 表面处理的差异使它们适合和不适合特定用途。为此，任何想要应用理想表面光洁度的人都应该考虑几个因素：

• PCB 表面处理-焊盘平整度

如前所述，某些表面处理会导致表面不平整，这可能会影响性能、可焊性和其他因素。如果平整度是一个重要因素，请考虑具有薄而均匀层的表面光洁度。在这种情况下，合适的选项包括 ENIG、ENEPIG 和 OSP。

• 可焊性和润湿性

使用 PCB 时，可焊性始终是一个关键因素。 OSP 和 ENEPIG 等特定的表面处理已被证明会阻碍可焊性，而 HASL 等其他表面处理则非常适合。

• 金线或铝线键合

如果您的 PCB 需要金线或铝线键合，您的选择可能仅限于 ENIG 和 ENEPIG。

• 储存条件

如前所述，一些表面处理（如 OSP）会使 PCB 在处理时变得脆弱，而另一些则提高了耐用性。在考虑存储和处理要求时应事先考虑。只有当可以满足无风险存储和处理要求时，才应使用使 PCB 变得脆弱的表面处理。

• 焊接循环

PCB要焊接和返工多少次？如图所示，许多表面处理都是返工的理想选择。然而，诸如浸锡之类的其他方法并不适合返工。

• PCB 表面处理 – RoHS 合规性

在确定要使用的表面光洁度时，RoHS 合规性至关重要。通常，所有使用铅的表面处理都不适合 RoHS 合规性，应避免使用。

结论

如前所述，每种类型的表面处理都有独特的元素，使其与众不同。这些元素使这些饰面适合和不适合特定应用，理想的选择最终取决于 PCB 的构成。

在 WellPCB，我们在 PCB 板和表面处理方面拥有丰富的经验。联系以了解更多关于不同类型的 PCB 表面等信息！我们很乐意帮助您为您的 PCB 提供理想的表面处理。