射頻PCB板表面處理方法
2022年08月25日 |
閱讀次數：122目前常見的PCB表面處理工藝有：噴錫（HASL熱風整平）、有機氧化膜OSP、化學沉金（ENIG）、電鍍鎳金、化學銀、化學錫等等，當然，特殊應用場合還會有一些特殊的PCB表面處理工藝。
裸銅
優點：低成本，表面比較平整，在沒有被氧化情況下焊接性良好；
缺點：裸銅易氧化，拆封之后需要在2小時內完成布線及元件貼裝焊接；雙面板不能采用回流焊工藝，因為經過第yi次回流焊接之后第er面已經被氧化了。如果有繼續長期使用的連接點，必須對其進行鍍錫等表面處理，否則后續將無法保證良好的連接。
噴錫，熱風整平HASL
應用場景：適用于器件引腳中xin距≥0.5mm的PCB。
可焊性高。有鉛HASL價格低，焊接性能佳，機械強度，光亮度等有鉛要比無鉛好，但是其具有鉛等重金屬，不環保，無法過ROHS；如需環保ROHS，采用無鉛噴錫HASL。
缺點：
不適用于引腳中xin距<0.5mm的器件，因為容易發生焊連。
因為HASL工藝鍍層厚度變化比較大，表面平整度差，焊盤與焊盤間的共面度較差，不適用于共面度要求高的場合，如引腳數比較高的BGA。
因為HASL工藝鍍層厚度比較大，必須對鉆孔孔徑（DHS）進行補償，以獲得希望的成品金屬化孔徑（FHS），典型FHS=DHS-4~6mil。
由于表面處理峰值溫度很高，必須使用熱穩定的介電材料。
不適用于雙面SMT高溫回流焊工藝，第er面焊接時容易發生噴錫重新熔融而產生錫珠或球狀錫點，影響可焊接性及射頻性能。
防氧化有機涂層OSP
適用場景：OSP是目前非常廣泛使用的表面處理工藝方法。由于其表面平整、焊點強度高，被推薦用于精細間距器件（<0.63mm）以及對焊盤共面度要求比較高的器件的表面處理。
OSP就是在潔凈的裸銅表面上，以化學的方法長出一層有機膜。這層膜具有防氧化，耐熱沖擊，耐濕性，用以保護銅表面于常態環境中不再繼續氧化或硫化；在后續的焊接高溫中，這層膜很容易被助焊劑迅速清除，露出的干凈銅表面，在極短的時間內焊接牢固。
優點：
成本低，具有裸銅焊接的所有優點，板子長期放置三個月也可以保持性能；
缺點：
可焊性不佳，不適合混裝工藝（插裝元件與貼裝元件混裝）的單板。
熱穩定性差，在第yi次回流焊接后，必須在OSP廠家規定的期限（一般24h）內完成所有焊接工作。
OSP為絕緣層，不適合搭接和壓接連接點，如EMC接地、安裝孔、測試觸點。
可焊接電鍍鎳金
應用場合：鍍金板器件焊接區域。
優點：
可焊性高。
缺點：
成本高，焊點/焊縫存在脆化的風險。
焊盤和走線側面露銅，不能被完全覆蓋。
鍍層在阻焊之前完成。
阻焊直接應用在金面，阻焊層的黏結表面處理強度不足。
非焊接電鍍鎳金
應用場合：用于插針、插座、金手指、導軌安裝邊等耐磨要求的地方。
優點：抗氧化和耐磨性能好。
缺點：
不可焊。可以在阻焊膜完成后應用，但這種工藝可能導致精細間距器件的阻焊膜剝離。
沉金
優點：抗氧化，可長時間存放，表面平整，適用于焊接細間隙引腳以及焊點較小的元器件?？梢灾貜投啻芜^回流焊也不太會降低其可焊性。
缺點：
成本較高，焊接強度較差，焊點/焊縫存在脆化的風險。
存在“黑盤”失效風險。
鎳層會隨著時間氧化，長期的可靠性是個問題。
浸金層很薄，不能承受10次以上的機械插拔。
適用場景: 適用于安裝有大量精細間距器件（<0.63mm）以及共面度要求比較高的PCB，也可用作OSP表面的選擇性區域鍍層，如按鍵區。
沉銀
優點：成本低，表面平整，適用于焊接細間隙引腳以及焊點較小的元器件。
缺點：
潛在的界面微空洞。
與鍍金的壓接連接器不兼容，因為兩者間的摩擦力比較大。
浸銀層很薄，不能承受10次以上的機械插拔。
非焊接區域容易高溫變色。
易于硫化（對硫敏感）
存在賈凡尼效應，一般溝槽深度會電鍍10μm左右。
因賈凡尼溝槽露銅，在高硫環境下容易發生爬行腐蝕。
適用場景: 適用于安裝有大量精細間距器件（<0.63mm）以及共面度要求比較高的PCB。
沉錫
優點：成本低，表面平整色澤均一，良好的致密性與抗氧化性能。
缺點：
回流焊接后塞孔附近鍍錫層易變色。這是因為阻焊劑（俗稱綠油）塞孔容易藏藥水，再流焊接時噴出來與附近錫層反應的結果。
有產生錫須的風險。錫須風險取決于浸錫使用的藥水，有些藥水制作的錫層容易發生錫須，有些則不太容易產生錫須。
某些沉錫配方藥水與阻焊劑不兼容，對阻焊侵蝕比較嚴重，不適合于精細阻焊橋的應用。
適用場景: 推薦用于背板（Back Plane）。它能夠獲得滿意的壓接孔徑尺寸，很容易做到±0.05mm（±0.002mil），此外還具有一定的潤滑作用，特別適合于主要為壓接連接器的PCB。
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