PCB表面处理工艺的选择

如今，伴随着人们对于居住环境要求的不断提高，目前PCB生产过程中涉及到的环境问题显得尤为重要。就目前而言，一些有关铅和溴的话题是非常热门的；无铅化和无卤化将在非常多的方面影响着PCB未来的发展。虽然就现在来看，PCB的表面处理工艺方面的变化并不是非常大，好像其变化还是比较遥远的事情，但是应该注意到的是长期的缓慢变化将会导致巨大的变化。在环保呼声越来越高的情况下，PCB的表面处理工艺未来的变化是必然的。

表面处理工艺的选择主要取决于最终组装元器件的类型；表面处理工艺将影响PCB的生产、组装和最终使用，下面将具体介绍常见的五种表面处理工艺的使用场合。

1、热风整平（喷锡）

热风整平曾经在PCB表面处理工艺中处于主导地位。二十世纪八十年代，超过四分之三的PCB使用热风整平工艺，但过去十年以来业界一直都在减少热风整平工艺的使用，估计目前约有25％-40％的PCB使用热风整平工艺。热风整平制程比较脏、难闻、危险，因而从未是令人喜爱的工艺，但热风整平对于尺寸较大的元件和间距较大的导线而言，却是极好的工艺。

在密度较高的PCB中，热风整平的平坦性将影响后续的组装；故HDI板一般不采用热风整平工艺。随着技术的进步，业界现在已经出现了适于组装间距更小的QFP和BGA的热风整平工艺，但实际应用较少。目前一些工厂采用有机涂覆和化学镀镍/浸金工艺来代替热风整平工艺；技术上的发展也使得一些工厂采用浸锡、浸银工艺。加上近年来无铅化的趋势，热风整平使用受到进一步的限制。虽然目前已经出现所谓的无铅热风整平，但这可将涉及到设备的兼容性问题。

2、有机涂覆（OSP）

据估计，目前约有25％-30％的PCB使用有机涂覆工艺，该比例一直在上升（很可能有机涂覆现在已超过热风整平居于第一位）。有机涂覆工艺可以用在低技术含量的PCB，也可以用在高技术含量的PCB上，如单面电视机用PCB、高密度芯片封装用板。对于BGA方面，有机涂覆应用也较多。PCB如果没有表面连接功能性要求或者储存期的限定，有机涂覆将是最理想的表面处理工艺。

3、化学镀镍/浸金（化学沉金）

化学镀镍/浸金工艺与有机涂覆不同，它主要用在表面有连接功能性要求和较长的储存期的板子上，如手机按键区、路由器壳体的边缘连接区和芯片处理器弹性连接的电性接触区。由于热风整平的平坦性问题和有机涂覆助焊剂的清除问题，二十世纪九十年代化学镀镍/浸金使用很广；后来由于黑盘、脆的镍磷合金的出现，化学镀镍/浸金工艺的应用有所减少，不过目前几乎每个高技术的PCB厂都有化学镀镍/浸金线。

考虑到除去铜锡金属间化合物时焊点会变脆，相对脆的镍锡金属间化合物处将出现很多的问题。因此，便携式电子产品（如手机）几乎都采用有机涂覆、浸银或浸锡形成的铜锡金属间化合物焊点，而采用化学镀镍/浸金形成按键区、接触区和EMI的屏蔽区。估计目前大约有10％-20％的PCB使用化学镀镍/浸金工艺。

4、浸银（沉银）

浸银比化学镀镍/浸金便宜，如果PCB有连接功能性要求和需要降低成本，浸银是一个好的选择；加上浸银良好的平坦度和接触性，那就更应该选择浸银工艺。在通信产品、汽车、电脑外设方面浸银应用的很多，在高速信号设计方面浸银也有所应用。

由于浸银具有其它表面处理所无法匹敌的良好电性能，它也可用在高频信号中。EMS推荐使用浸银工艺是因为它易于组装和具有较好的可检查性。但是由于浸银存在诸如失去光泽、焊点空洞等缺陷使得其增长缓慢（但没有下降）。估计目前大约有10％-15％的PCB使用浸银工艺。

5、浸锡（沉锡）

锡被引入表面处理工艺是近十年的事情，该工艺的出现是生产自动化的要求的结果。浸锡在焊接处没有带入任何新元素，特别适用于通信用背板。在板子的储存期之外锡将失去可焊性，因而浸锡需要较好的储存条件。另外浸锡工艺中由于含有致癌物质而被限制使用。估计目前大约有5％-10％的PCB使用浸锡工艺。

6、结语

随着客户要求愈来愈高，环境要求愈来愈严，表面处理工艺愈来愈多，到底该选择那种有发展前景、通用性更强的表面处理工艺，目前看来好像有点眼花缭乱、扑朔迷离。PCB表面处理工艺未来将走向何方，现在亦无法准确预测。不管怎样，满足客户要求和保护环境必须首先做到！