揭秘PCB板的八种神秘表面处理工艺

印制电路板（PCB）作为电子元器件的支撑和电子元器件电路连接的提供者，在电子设备中占据重要地位。而PCB的表面处理工艺，对于保证电路板的性能、提高焊接质量以及增强电路板的耐腐蚀性都至关重要。本文将详细介绍PCB板子的八种表面处理工艺，以帮助读者更好地了解和选择适合自身需求的工艺。

 

一、热风整平（HASL）

 

热风整平，又称热风焊料整平，俗称喷锡。它是在PCB表面涂覆熔融锡铅焊料并用加热压缩空气整平的工艺，使其形成一层既抗铜氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆层。这种工艺分为垂直式和水平式两种，一般认为水平式较好，主要是水平式热风整平镀层比较均匀，可实现自动化生产。其一般流程为：微蚀、预热、涂覆助焊剂、喷锡、清洗。喷锡工艺的优点是价格便宜，焊接性能佳；但缺点是不适合用来焊接细间隙的引脚及过小的元器件。

 

二、有机涂覆（OSP）

 

有机涂覆工艺不同于其它表面处理工艺，它是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。这层膜具有防氧化、耐热冲击、耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等）；同时又必须在后续的焊接高温中，能很容易被助焊剂所迅速清除，以便焊接。有机涂覆工艺简单、成本低廉，在业界被广泛使用。

 

三、化学镀镍/浸金

 

化学镀镍/浸金是在铜面上包裹一层厚厚的、电性良好的镍金合金，并可以长期保护PCB。它不像OSP那样仅作为防锈阻隔层，而是能够在PCB长期使用过程中有用并实现良好的电性能。另外，它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。

 

四、浸银

 

浸银工艺是介于有机涂覆和化学镀镍/浸金之间的一种工艺，它几乎是亚微米级的纯银涂覆。浸银工艺比较简单、快速，即使暴露在热、湿和污染的环境中，银仍然能够保持良好的可焊性，但会失去光泽。浸银不具备化学镀镍/浸金所具有的好的耐磨损性。

 

五、浸锡

 

由于目前所有的焊料都是以锡为基础的，所以锡层能与任何类型的焊料相匹配。浸锡工艺可以形成平坦的铜锡金属间化合物，这个特性使得浸锡具有和热风整平一样的好的可焊性，而没有热风整平存在的平坦性问题。但是，浸锡板不可存储太久，因为其表面会形成一层氧化锡，影响焊接效果。因此，组装时必须根据浸锡的先后顺序进行。

 

六、电镀硬金

 

电镀硬金是在PCB表面导体先电镀上一层镍后再电镀上一层金，镀镍主要是防止金和铜间的扩散。电镀镍金的镀层硬度较高，因此耐磨性好，适用于需要经常插拔的接口等场景。此外，电镀硬金还具有良好的导电性和耐腐蚀性。

 

七、化学镍钯金

 

化学镍钯金是通过化学方法在PCB表面沉积一层镍钯金合金。这种工艺的优点是焊接性能好、表面平整、热稳定性好等。此外，钯具有良好的延展性和可塑性，使得镍钯金合金在受到外力时能够保持稳定的电气连接。

 

八、无铅喷锡（LF-HASL）

 

随着环保意识的提高，无铅焊接成为趋势。LF-HASL使用无铅锡合金进行表面涂层，以满足环保要求。这种工艺与传统的HASL相似，但使用的是无铅焊料。无铅喷锡的优点是环保、价格适中且焊接性能良好；但缺点是对于细间距的引脚和小型元器件的焊接可能存在一定的困难。

 

总的来说，PCB的表面处理工艺多种多样，每种工艺都有其独特的优点和适用场景。在选择时，需要综合考虑应用需求、成本、环保要求以及生产条件等多方面因素。随着科技的不断发展，未来还可能出现更多创新的表面处理工艺，以满足日益严格的环保标准和不断提高的产品性能要求。

 

在选择PCB表面处理工艺时，还应考虑以下因素：

 

电气性能：不同的表面处理工艺对电气性能的影响不同。例如，电镀硬金和化学镍钯金等工艺可以提供更好的导电性和耐腐蚀性，适用于高性能电子设备。

焊接性能：热风整平、浸锡等工艺可以提供良好的焊接性能，适用于需要大量焊接的场景。而有机涂覆则需要在焊接前清除涂层，因此可能不适合大规模焊接。

成本考虑：不同的表面处理工艺成本差异较大。一般来说，电镀和化学镀等工艺成本相对较高，而有机涂覆等简单工艺则成本较低。在选择时需要根据产品定价和市场需求进行权衡。

环保要求：随着全球环保意识的提高，无铅、无卤等环保要求逐渐成为行业标准。因此，在选择表面处理工艺时，需要考虑其是否符合相关环保法规和客户要求。

生产效率和自动化程度：一些先进的表面处理工艺可以实现高度自动化生产，提高生产效率并降低人工成本。在选择时需要考虑生产线的实际情况和升级改造成本。

综上所述，PCB表面处理工艺的选择是一个综合性问题，需要综合考虑多方面因素。在实际应用中，可以根据具体需求和条件进行灵活选择，以达到最佳的性能和成本效益。同时，随着科技的不断发展，未来PCB表面处理工艺将继续创新和发展，为电子设备制造业带来更多的可能性和机遇。