製程能力

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。