化學(xué)鍍鎳沉金 (ENIG)

雖然這種涂層工藝具有較長(zhǎng)的保質(zhì)期并且有利于電鍍通孔，但它是一個(gè)復(fù)雜且昂貴的工藝，不可返工并且已知會(huì)導(dǎo)致信號(hào)射頻電路中的損耗。

PCB上的ENIG表面處理示例

化學(xué)鍍鎳沉金 (ENIG)的優(yōu)點(diǎn)：

• 平坦的表面
• 無(wú)鉛
• 適用于 PTH（鍍通孔）
• 保質(zhì)期長(zhǎng)

化學(xué)鍍鎳沉金 (ENIG)的缺點(diǎn)：

• 昂貴的
• 不可返工
• 黑墊/黑鎳
• 來(lái)自外星人的傷害
• 信號(hào)損失 (RF)
• 復(fù)雜的過(guò)程

化學(xué)鍍鎳沉金 (ENIG)的優(yōu)缺點(diǎn)

4、有機(jī)可焊性防腐劑 (OSP)

OSP（有機(jī)可焊性防腐劑）或抗銹蝕劑通常使用傳送帶工藝在暴露的銅上涂上一層非常薄的材料保護(hù)層，從而保護(hù)銅表面免受氧化。

這層膜必須具有抗氧化、抗熱震、防潮等特性，以保護(hù)銅表面在正常環(huán)境下不生銹（氧化或硫化等）。

但在后續(xù)的高溫焊接中，這層保護(hù)膜必須很容易被助焊劑快速去除，使裸露的干凈銅面能立即與熔化的焊錫結(jié)合，在極短的時(shí)間內(nèi)形成牢固的焊點(diǎn)。

換句話(huà)說(shuō)，OSP 的作用是充當(dāng)銅和空氣之間的屏障。

OSP的一般流程是：脫脂->微蝕->酸洗->純水清洗->有機(jī)涂層->清洗。

有機(jī)可焊性防腐劑 (OSP)

OSP 使用一種水基有機(jī)化合物，可選擇性地與銅結(jié)合，并提供有機(jī)金屬層，在焊接前保護(hù)銅。與其他常見(jiàn)的無(wú)鉛飾面相比，它也非常環(huán)保，因?yàn)楹笳叩亩拘愿蠡蚰芎母摺?/span>

具有 OSP 表面處理的印刷電路板

有機(jī)可焊性防腐劑 (OSP)的優(yōu)點(diǎn)：

• 平坦的表面
• 簡(jiǎn)單的工藝，非常光滑的表面，無(wú)鉛焊接和 SMT
• 可返工，適用于臥式生產(chǎn)線(xiàn)
• 成本效益
• 環(huán)保

有機(jī)可焊性防腐劑 (OSP)的缺點(diǎn)：

• 無(wú)法測(cè)量厚度
• 不適合 PTH（鍍通孔）
• 保質(zhì)期短
• 可能導(dǎo)致 ICT 問(wèn)題
• 最終組裝時(shí)暴露的銅
• 敏感處理
• 不能焊接（返工）超過(guò)兩次
• 不適用于壓接技術(shù)和線(xiàn)裝訂
• 不方便目測(cè)和電測(cè)
• 需要注入氮氧化物的 SMT

有機(jī)可焊性防腐劑 (OSP)的優(yōu)缺點(diǎn)

有機(jī)可焊性防腐劑 (OSP)應(yīng)用

5、沉銀

沉銀是通過(guò)將銅 PCB 浸入銀離子槽中而應(yīng)用的非電解化學(xué)表面處理。它是具有 EMI 屏蔽的電路板的理想選擇，也用于圓頂觸點(diǎn)和引線(xiàn)鍵合。銀的平均表面厚度為 5-18 微英寸。

考慮到 RoHS 和 WEE 等現(xiàn)代環(huán)境問(wèn)題，沉銀比 HASL 和 ENIG 更環(huán)保。它也很受歡迎，因?yàn)樗某杀镜陀?ENIG。

沉銀工藝

即使經(jīng)過(guò)沉銀工藝加工的PCB暴露在高溫、潮濕和污染環(huán)境中，它仍然可以提供良好的電性能并保持良好的可焊性，即使它會(huì)失去光澤。

浸銀是一種置換反應(yīng)，直接給銅鍍上一層純銀。

有時(shí)，浸銀與 OSP 涂層結(jié)合使用，以防止銀與環(huán)境中的硫化物發(fā)生反應(yīng)。

常見(jiàn)應(yīng)用包括平面要求，其中可能包括：

• 薄膜開(kāi)關(guān)
• EMI 屏蔽
• 鋁線(xiàn)鍵合
• 非常精細(xì)的痕跡

具有浸銀表面處理的印刷電路板

沉銀的優(yōu)點(diǎn)

• 可焊性高。
• 良好的表面平整度。
• 低成本和無(wú)鉛（符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)）。
• 適用于鋁線(xiàn)鍵合。

沉銀的缺點(diǎn)

• 存儲(chǔ)要求高。
• 容易被污染。
• 從包裝中取出后組裝窗口短。
• 難以進(jìn)行電氣測(cè)試。

沉銀的優(yōu)缺點(diǎn)

6、化學(xué)鍍鎳-化學(xué)鍍鈀浸金 (ENEPIG)

化學(xué)浸金鍍層材料具有銅-鎳-鈀-金層結(jié)構(gòu)，可直接引線(xiàn)鍵合到鍍層。最后一層金非常薄，就像 ENIG 中的情況一樣。金層很軟，就像在 ENIG 中一樣，因此過(guò)度的機(jī)械損傷或深度劃痕可能會(huì)暴露鈀層。

與 ENIG 相比，ENEPIG 在鎳和金之間有一層額外的鈀層，進(jìn)一步保護(hù)鎳層免受腐蝕，防止 ENIG 飾面可能出現(xiàn)的黑墊。

Ni 的沉積厚度約為3~6μm，鈀的厚度約為0.1~0.5μm，金的厚度為0.02~0.1μm。

ENEPIG 表面處理由四個(gè)金屬層組成：

• 銅
• 鎳
• 鈀
• 金

學(xué)鍍鎳-化學(xué)鍍鈀浸金 (ENEPIG)

ENEPIG 和 ENIG 之間的區(qū)別在于添加的鈀層。鈀有助于保護(hù)鎳層免受腐蝕，這有助于防止出現(xiàn)“黑墊”。這是 ENEPIG 相對(duì)于 ENIG 表面光潔度的顯著優(yōu)勢(shì)之一。位于鈀頂部的沉金層通過(guò)保護(hù)和保存下方的鈀來(lái)提供幾乎完整的電路板保護(hù)。

ENEPIG 表面光潔度能夠滿(mǎn)足超苛刻的要求

具有化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍鈀浸金 (ENEPIG) 表面處理的印刷電路板

化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍鈀浸金 (ENEPIG) 表面處理的優(yōu)點(diǎn)：

• 極其平坦的表面
• 無(wú)鉛含量
• 多循環(huán)組裝
• 優(yōu)秀的焊點(diǎn)
• 引線(xiàn)鍵合
• 無(wú)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)
• 12 個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間的保質(zhì)期
• 沒(méi)有黑墊風(fēng)險(xiǎn)

化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍鈀浸金 (ENEPIG) 表面處理的缺點(diǎn)：

• 還是有點(diǎn)貴
• 可重用但有一些限制
• 處理限制

化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍鈀浸金 (ENEPIG) 表面處理的優(yōu)缺點(diǎn)

7、硬電解金

軟硬結(jié)合板廠(chǎng)了解到，硬金，技術(shù)上稱(chēng)為硬電解金，由鍍?cè)阪囃繉由系囊粚咏鸾M成。鍍金的純度將這種表面處理分為硬金（純度 99.6%）或軟金（純度 99.9%），通常用于邊緣連接器手指等高磨損區(qū)域。

硬金與軟金的選擇取決于你要?jiǎng)?chuàng)建的應(yīng)用類(lèi)型。

硬金電鍍或電解金電鍍?cè)阢~表面上的鎳層上使用薄金覆蓋。該工藝產(chǎn)生了非常耐用的金層，這使得硬鍍金在 PCB 行業(yè)中非常普遍。盡管金的存在使該過(guò)程變得昂貴，但它為焊接提供了完美的表面。

硬/軟金表面處理示例

硬金表面處理

硬金是一種金合金，含有鈷、鎳或鐵的絡(luò)合物。在鍍金和銅之間使用低應(yīng)力鎳。硬金不適合引線(xiàn)鍵合。

建議對(duì)使用量大且磨損可能性高的組件和應(yīng)用使用硬金表面處理，例如：

• 互連載板
• 邊緣連接器手指
• 鍵盤(pán)
• 聯(lián)系人

硬金表面處理的厚度會(huì)因應(yīng)用而異。當(dāng)硬金用于軍事應(yīng)用時(shí)，最小厚度應(yīng)為 50 -100 微英寸。

非軍事應(yīng)用需要 25 到 50 微英寸。以下是推薦的最小和最大厚度值：

• IPC 最大可焊厚度建議為 17.8 μin
• 25 μin 金超過(guò) 100 μin 鎳，適用于 IPC 1 類(lèi)和 2 類(lèi)應(yīng)用
• 用于 IPC 3 類(lèi)應(yīng)用的 100 μin 鎳上的 50 μin 金

帶金的印刷電路板 - 硬金表面處理

硬金的優(yōu)點(diǎn)：

• 堅(jiān)硬、耐用的表面
• 無(wú)鉛
• 保質(zhì)期長(zhǎng)

硬金的缺點(diǎn)：

• 非常貴
• 額外加工/勞動(dòng)密集型
• 抗蝕劑/膠帶的使用
• 需要電鍍/母線(xiàn)
• 劃界
• 其他表面處理的困難
• 蝕刻底切會(huì)導(dǎo)致開(kāi)裂/剝落
• 17 μin 以上不可焊接
• 除手指區(qū)域外，飾面并未完全封裝走線(xiàn)側(cè)壁

硬金的優(yōu)缺點(diǎn)

硬金的應(yīng)用

軟金表面處理

顧名思義，柔軟的金飾面在外層鍍金上含有更高的金純度。軟金的純度為 99.9%。

PCB上的軟金表面處理示例

軟金飾面用于主要設(shè)計(jì)用于需要引線(xiàn)鍵合、高可焊性和可焊性的應(yīng)用的電路板。與硬金相比，軟金產(chǎn)生更堅(jiān)固的焊接接頭。

電解鎳/金具有不同厚度的鍍金層

一般來(lái)說(shuō)，在所有其他因素相同的情況下，電解鎳/金是最昂貴的 PCB 表面處理。但是，某些應(yīng)用確實(shí)需要電解鎳/金表面光潔度。

四、如何選擇 PCB 表面處理？

2、 可焊性和潤(rùn)濕性

使用 PCB 時(shí)，可焊性始終是一個(gè)關(guān)鍵因素。OSP 和 ENEPIG 等特定表面處理已被證明會(huì)阻礙可焊性，而諸如 HASL 等其他表面處理則非常適合。

3、金線(xiàn)或鋁線(xiàn)鍵合

如果你的 PCB 需要金線(xiàn)或鋁線(xiàn)鍵合，可能僅限于 ENIG 和 ENEPIG。

4、儲(chǔ)存條件

如前所述，某些表面處理（如 OSP）會(huì)使PCB 在處理時(shí)變得脆弱，而其他表面處理則提高了耐用性。在考慮存儲(chǔ)和處理要求時(shí)應(yīng)事先考慮，只有當(dāng)可以滿(mǎn)足無(wú)風(fēng)險(xiǎn)存儲(chǔ)和處理要求時(shí)，才應(yīng)使用使 PCB 變得脆弱的表面處理。

5、焊接周期

PCB 要焊接和返工多少次？許多表面處理都是返工的理想選擇。然而，諸如浸錫之類(lèi)的其他方法并不適合返工。

6、PCB 表面處理——RoHS 合規(guī)性

在確定要使用的表面光潔度時(shí)，RoHS 合規(guī)性至關(guān)重要。通常，所有使用鉛的表面處理都不適合 RoHS 合規(guī)性，應(yīng)避免使用。

根據(jù)上面對(duì)每種表面光潔度的介紹，一些屬性是作為選擇標(biāo)準(zhǔn)的最重要的元素。下表顯示了每種表面光潔度具有和不具有的屬性。

根據(jù) PCB 產(chǎn)品的具體要求和特性，你可以按照此表選擇完美的表面光潔度選項(xiàng)。

PCB 表面處理的對(duì)比

總而言之，對(duì)于表面光潔度選擇的類(lèi)型，必須選擇最佳類(lèi)型，才能完成眾多功能。每種類(lèi)型的表面處理都有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。有一些工程技巧可以解決由表面光潔度的缺點(diǎn)引起的問(wèn)題。例如，對(duì)于OSP潤(rùn)濕力較低的缺點(diǎn)，有一些解決方案，例如改變板可焊性電鍍或波峰焊合金，增加頂面預(yù)熱等。關(guān)鍵是必須考慮所有可能的因素以獲得理想的性能。