PCB表面處理方式詳解

PCB（印刷電路板）的表面處理是PCB制造過程中的重要環節，旨在提高電路板的可焊性、耐腐蝕性、導電性和保護性。以下是幾種常見的PCB表面處理方式及其特點：

1. 熱風整平（HASL）

• 定義：熱風整平是一種在PCB表面涂覆熔融錫（鉛）焊料并用加熱壓縮空氣整平的工藝，形成一層既抗銅氧化又可提供良好可焊性的涂覆層。
• 分類：包括有鉛噴錫和無鉛噴錫。有鉛噴錫因環保問題逐漸被無鉛噴錫所取代。
• 優點：價格較低，焊接性能佳。
• 缺點：不適合焊接細間隙引腳和過小的元器件，因為噴錫板表面平整度較差，且在PCB加工中容易產生錫珠，對細間隙引腳元器件較易造成短路。此外，熱風整平工藝的熱沖擊較大，可能會導致印制板板材變形或起翹。

2. 有機防氧化（OSP）

• 定義：OSP，又稱有機保焊膜或護銅劑，是在潔凈的裸銅表面上以化學方法長出一層具有防氧化、耐熱沖擊、耐濕性功效的有機皮膜。
• 優點：這層膜能有效保護銅表面在常態環境中不再繼續生銹（氧化或硫化等），且在后續的焊接高溫中容易被助焊劑迅速清除，從而確保焊接質量。
• 缺點：在某些情況下，OSP的潤濕力可能較低，影響焊接效果。

3. 化學沉鎳金（ENIG）

• 定義：在銅表面上包裹一層電性能良好的鎳金合金。
• 優點：能長期保護PCB，具有良好的抗氧化性能和穩定的電性能。同時，它也具有較高的環境忍耐性，適合用于焊接細間隙引腳以及焊點較小的元器件。
• 缺點：成本較高，焊接強度相對較差。此外，鎳層會隨時間氧化，可能影響長期可靠性。

4. 沉銀

• 特點：介于OSP和化學鍍鎳/浸金之間，工藝較簡單、快速。在熱、濕和污染的環境中仍能保持較好的電性能和可焊性，但會失去光澤。
• 缺點：由于銀層下面沒有鎳層，因此沉銀不具備化學鍍鎳/浸金那樣的物理強度。

5. 沉錫/無鉛噴錫

• 定義：沉錫是在PCB表面沉積一層錫，而無鉛噴錫則是使用無鉛錫合金進行表面涂層。
• 優點：無鉛噴錫滿足環保要求，對人體和環境危害小。沉錫則具有較好的抗氧化性能和可焊性。

6. 電鍍（Electroplating）

• 定義：通過電化學方法在電路板上沉積金屬層，如金、銀、鎳等。
• 優點：能顯著增加電路板的焊接性能和耐腐蝕性。

7. 硬金屬化

• 定義：在需要良好電連接性和耐磨損性的區域（如插座、連接器等）上，常使用硬金屬化處理，通常使用鎳-金（Ni/Au）雙層。
• 優點：提高電連接性和耐磨損性。

8. 其他表面處理方式

• 防焊涂覆：通過在電路板上涂覆一層防焊油墨，防止烙鐵直接與焊盤接觸，同時起到隔離、防塵和美觀的作用。
• 焊膏：在表面貼裝（SMT）工藝中，使用焊膏幫助焊接元器件。
• 松孔處理：在電鍍孔內或表面形成松孔并填充金屬，提高電路板的電導性和附著性。
• 藍膠處理：使用藍膠作為特殊保護膜，增強電路板的絕緣性能。
• 感光干膜保護：主要用于防焊涂層，防止焊盤連焊，確保線路圖形完整性。
• 噴涂助焊劑：保護焊錫并增強焊錫的附著力。

綜上所述，PCB的表面處理方式多種多樣，每種方式都有其獨特的優點和適用范圍。在選擇表面處理方式時，需要根據具體的應用需求、成本考慮和環境因素進行綜合考慮。