PCB印制線(xiàn)路該如何選擇表面處理

PCB印制線(xiàn)路該如何選擇表面處理

電路材料依靠?jì)?yōu)質(zhì)的導體和介質(zhì)材料將現代復雜部件相互連接起來(lái)，以實(shí)現最佳性能。但是作為導體的這些PCB銅導體，無(wú)論直流還是毫米波的PCB板，都需要抗老化和氧化保護。這種保護可以通過(guò)電解和沉浸涂層的形式實(shí)現。它們通常能提供不同程度的可焊性，因此即使是與不斷變小的部件焊接以及微型表面貼裝（SMT）等，也能形成非常完整的焊接點(diǎn)。行業(yè)中有多種鍍層和表面處理可以用在PCB銅導體上，了解每種鍍層和表面處理的特征和相對成本，有助于我們做出合適的選擇，從而實(shí)現PCB板的最高性能和最長(cháng)使用壽命。

PCB最終表面處理的選擇不是一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程，需要考慮PCB的用途和工作條件。目前PCB正在向密集封裝、間距小的高速PCB電路和更小、更薄、高頻的PCB方向發(fā)展，這種發(fā)展趨勢給許多PCB制造商帶來(lái)了挑戰。PCB電路的生產(chǎn)加工過(guò)程是通過(guò)材料制造商向PCB制造商提供的具有不同銅箔重量和厚度的層壓板，然后PCB制造商將這些層壓板加工成各種類(lèi)型的PCB，以便在電子產(chǎn)品中使用。如果沒(méi)有某些形式的表面保護，那么電路上的導體會(huì )在貯存期間發(fā)生氧化。導體表面處理作為隔離導體與環(huán)境的一道屏障，不僅能夠保護PCB導體不被氧化，還能提供一個(gè)界面用于電路和元器件的焊接，包括集成電路（IC）的引線(xiàn)鍵合。

合適的表面處理應有助于滿(mǎn)足PCB電路的應用以及制造工藝。由于材料成本不同，表面處理所需的加工過(guò)程和類(lèi)型不同，所以其成本也不同。一些表面處理能夠具備高可靠性，且使有密集走線(xiàn)的電路高度隔離，而另一些處理則可能在導體之間形成不必要的橋接。一些表面處理能夠滿(mǎn)足軍事和航空航天，例如溫度、沖擊和振動(dòng)等要求，而另一些卻不能保證這些應用所需的高可靠性。下面列出了一些可以用于從直流電路到毫米波頻段電路以及高速數字（HSD）電路的PCB表面處理：

?  化學(xué)鎳金（ENIG）?  化學(xué)鎳鈀金（ENEPIG）?  熱風(fēng)整平（HASL）?  化學(xué)沉銀?  化學(xué)沉錫?  無(wú)鉛噴錫（LFHASL）?  有機保焊膜（OSP）?  電解硬金?  電解可鍵合軟金

1、化學(xué)鎳金（ENIG）

ENIG也稱(chēng)為化學(xué)鎳金工藝，是廣泛用于PCB板導體的表面處理。這是一種相對簡(jiǎn)單的低成本工藝，通過(guò)在導體表面形成鎳層再在鎳層上形成一層薄薄的可焊金，即使在密集封裝的電路上也可形成一個(gè)具有良好可焊性的平整表面。ENIG工藝雖然保證了電鍍通孔（PTH）的完整性，但是也增加了高頻下導體的損耗。該工藝具有較長(cháng)的貯存期，符合RoHS標準，從電路制造商加工完成、到用于部件組裝過(guò)程，以及最終產(chǎn)品，它均可以為PCB導體提供長(cháng)期保護，因此成為很多PCB研發(fā)人員選用的常用一種表面處理。

2、化學(xué)鎳鈀金（ENEPIG）

ENEPIG是對ENIG工藝的一種升級，在化學(xué)鎳層和鍍金層之間增加了一層薄薄的鈀層。鈀層保護了鎳層（鎳層保護銅導體），而金層同時(shí)保護鈀和鎳。這種表面處理非常適合器件與PCB的引線(xiàn)鍵合，可以應對多次回流焊工藝。和ENIG一樣，ENEPIG也符合RoHS標準。

3、化學(xué)沉銀

化學(xué)沉銀也是一種非電解的化學(xué)工藝，通過(guò)讓PCB完全浸沒(méi)到一種銀離子溶液中，使銀附著(zhù)到銅表面。與ENIG相比，該工藝形成的鍍層更一致、更均勻，但是缺少如ENIG中鎳層提供的保護和持久性。雖然它的表面處理工藝比ENIG更簡(jiǎn)單，而且比ENIG更劃算，但是它不適合在電路制造商那里長(cháng)期儲存。

4、化學(xué)沉錫

化學(xué)沉錫工藝通過(guò)一個(gè)包含多個(gè)步驟的過(guò)程在導體表面上形成一個(gè)薄錫鍍層，包括清理、微蝕刻、酸性溶液預浸、沉浸非電解浸錫溶液和最后清理等?；a處理可以為銅和導體提供良好保護，有助于HSD電路的低損耗性能。遺憾的是，由于隨著(zhù)時(shí)間推移，錫會(huì )對銅產(chǎn)生影響（即一種金屬擴散到另一種金屬中，會(huì )降低電路導體的長(cháng)期性能），所以化學(xué)沉錫不屬于使用壽命最長(cháng)的導體表面處理方式。與化學(xué)沉銀一樣，化學(xué)錫也是一種采用無(wú)鉛的、符合RoHS標準的工藝。

5、有機保焊膜（OSP）

有機保焊膜（OSP）是一種非金屬保護層，通過(guò)一種水性溶液完成涂覆。這種表面處理也符合RoHS標準。但是這種表面處理的貯存期不長(cháng)，最好應用在電路和器件焊接到PCB上之前。最近，市場(chǎng)上已經(jīng)出現了新型OSP膜，被認為能夠為導體提供長(cháng)期永久的保護。

6、電解硬金

硬金處理是符合RoHS工藝流程的電解工藝，能夠長(cháng)時(shí)間的保護PCB和銅導體不被氧化。然而，由于材料成本較高，所以也是最貴的表面鍍層之一。而且它的可焊性較差，可鍵合軟金處理的可焊性也較差，它符合RoHS標準，可以提供一個(gè)良好表面用于器件與PCB的引線(xiàn)鍵合。

PCB表面處理的選擇涉及很多因素，包括應用的要求和期望的使用條件。從這些選項中做出合適的選擇并不容易，電路材料供應商和電路制造商的建議能夠幫助我們簡(jiǎn)化這個(gè)選擇過(guò)程。對于環(huán)保而言，大部分工藝都符合RoHS標準。不過(guò)，由于電路的工作頻率和速率等的不同，不同表面處理工藝會(huì )對電路性能產(chǎn)生不同影響。因此，聽(tīng)取材料供應商和電路制造商的建議可以進(jìn)一步確保PCB電路實(shí)現長(cháng)期使用的性能目標。