PCB表面處理

由於PCB的銅面在環境中容易氧化，因此必須在沒有覆蓋防焊油墨之裸露處，再次加工覆蓋一層塗層，以保護該處避免氧化的製程。為因應各式後續加工需求，發展出各種不同材質、價格、不同保護程度之表面處理加工方式。

常見的PCB表面處理有下列幾項：

 

• 裸銅：
  顧名思義就是裸露在外的銅箔處完全沒有做任何處理覆蓋。
  優點是成本最低，焊接性與平整度良好。缺點因為無任何防護，接觸空氣後極易氧化。

 

• 噴錫（HASL/HAL）：
  在銅箔表面沾塗上一層錫，並用熱風刀吹整平表面。其設備分為水平噴錫與垂直噴錫兩種。
  噴錫為PCB最廣泛常見的表面處理方式，具有良好的可焊性、儲存時間較長及成本低廉等優點。但其缺點為表面平整度較差，SMT時容易因為錫量不一致而造成焊接不良，且各接點之間若距離過近則容易因錫球而造成短路現象。
  由於噴錫的錫是錫鉛合金，近年來各國大力提倡環保，無鉛製程的需求越來越高，因此也有另一無鉛噴錫製程可選擇。

 

• 無鉛噴錫（Lead-Free HASL）：
  與噴錫製程相同，差別僅在於其合金中無鉛成分，常見的有錫銅鎳＆錫銀銅兩種合金。

 

• 化金ENIG：
  （Electroless Nickel Immersion Gold，化鎳浸金），這裡是指PCB無需外加電流的化鎳浸金製程。裸銅表面化學沉積上一層化學鎳，經由槽液化學置換的作用，使得金層足見沉積在鎳上層，直至鎳表面完整覆蓋。由於是使用化學置換方式，金的厚度無法達到像電鍍金那樣厚，金層厚度一般約１μ"～５μ"，鎳層厚度約100μ"～200μ"。其優點為PCB不需另外拉導線電鍍設計較為簡便，且因待焊區域較為平整均勻，零件較密集區域(例如BGA處)不易發生焊接不良或因錫橋而短路狀況。缺點為成本較高，SMT後焊接強度偏差。

 

• 電鍍金：
  電鍍鎳金，大多是使用電鍍硬金。經由接導線通電方式將鎳層及金層鍍上PCB銅面裸露處。常見的多是金局部電鍍在PCB邊緣需重複插拔的接觸區，例如俗稱金手指的位置，但也有少數產品選擇全板電鍍金，或板內局部區域電鍍金。一般常見鍍金層厚度約5~30μ"。優點是電鍍金表面夠堅硬又耐磨，可以經重複摩擦而不容易損耗導致氧化。缺點是待鍍需要接導線且表面平整度較差，價格又極為昂貴。

 

• 化銀（Immersion Silver）：
  PCB化銀板是利用浸鍍的方式，利用銅與銀的氧化電位不同之特性，使銅表面的銅原子被銀所置換，進而達到表面改質的目的。一般厚度約為6μ"~10μ"。優點為表面平整及焊接效果良好。缺點為價格略高，且接觸空氣後易氧化/硫化，PCB拆封後須盡速使用，儲存時間短。

 

• OSP（Organic Solderability Preservative）：
  OSP是經由化學方式，在PCB銅面裸露處塗佈一層有機保護膜，此膜可保護PCB裸銅處不與空氣接觸而氧化。優點是成本較低、加工過程快，且具有裸銅板的良好焊接與平整優點。缺點是加工後無法直接電測，外觀檢驗困難。