随着科技的不断进步对内在的PCB线路板的质量控制也越来越严格，进而对PCB表面处理技术发展和升级也越来越紧迫。小编给大家介绍一下目前市场上常见的PCB的表面处理技术。

  由于PCB上的铜层很容易被氧化，因此生成的铜氧化层会严重降低焊接质量，从而降低最终产品的可靠性和有效性。为了避免这种情况的发生，需要对PCB进行表面处理。有些资料会说到表面成型，板厂工艺上会做区分，都认为PCB的最外层且在铜之上，起到铜的“涂层”作用。

PCB表面处理技术是指在PCB元器件和电气连接点上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。

表面处理的作用：保护暴露的铜面，提供可焊接性表面组件到PCB。当然也要满足一系列功能标准，比如环境要求、电气性能、物理性能和耐久性的要求

表面处理工艺从最开始会使用助焊剂在铜面焊接元件，产品需要大批量的时候，会使用电镀锡铅。当PCB出现涂敷阻焊的时候，开始出现热风焊料整平(HASL)。随着产品布线密度增加，出现有机可焊性保护膜(OSP)。清洁组装操作的需求，ENIG工艺广泛使用，再后来出现环保无铅

要求，开始出现化学沉银、化学沉锡、化学镍钯金、化学镍银(ENIAg)等。

表面处理工艺有两种主要类型：金属的和有机的。

1．HASL，ENIG / ENEPIG，沉金和沉锡均属于金属表面成型，

2．OSP属于有机表面成型。

1、有机防氧化（OSP）
    OSP是印刷电路板（PCB）铜箔表面处理的符合RoHS指令要求的一种工艺。OSP是Organic Solderability Preservatives的简称， 中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。简单地说，OSP就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）；但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，由此方可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合成牢固的焊点，用于保证PCB表面铜的可焊性。不同于其他表面处理工艺，OSP只限于可焊性保护。

看似简单，但分子成分相当复杂，这个大型有机分子溶解于水和有机酸溶液里，PCB浸在溶液里，裸露的铜和这些分子形成化学键，在铜表面形成OSP-铜组合的沉积层，厚度可达0.10~0.60um。

缺点是，OSP涂层一旦太厚，就会影响焊接。也没办法检查铜有没有完全受到保护。还有需要注意的是：采用常规波峰焊和选择性波峰焊焊接工艺的 PCBA，不允许使用OSP表面处理方式。

2、热风整平（HASL）
   热风整平又名热风焊料整平（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（吹）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。热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属间化合物。PCB进行热风整平时要沉在熔融的焊料中；风刀在焊料凝固之前吹平液态的焊料；风刀能够将铜面上焊料的弯月状最小化和阻止焊料桥接。

（1）有铅喷锡
所谓有铅喷锡是指把锡按一定的比例，调制而成，铅会提高锡线在焊接过程中的活性，有铅锡线相对比无铅锡线好用，不过铅有毒，有铅中的铅对人体有害;有铅共晶温度比无铅要低。具体多少要看无铅合金的成份啊，像SNAGCU的共晶是217度，焊接温度是共晶温度加上30~50度。要看实际调整。有铅共晶是183度。机械强度、光亮度等有铅要比无铅好。所以说有铅锡是不环保的，与世界提倡的环保有一定的出入。因此，就诞生了无铅喷锡。

（2）无铅喷锡
无铅锡是一种环保的工艺，它对人体危害非常小，也是现阶段提倡的一种工艺，无铅锡中对于铅的含量不超过0.5，无铅锡会熔点高，这样就焊接点牢固很多。实质上有铅喷锡和无铅喷锡是一种工艺。只是铅的纯度不一样而已。而无铅锡对于人体对于环境更环保更安全，也是未来的一种发展趋势，建议大家使用。

3、沉金
   沉金是在铜面上包裹一层厚厚的、电性良好的镍金合金，这可以长期保护PCB；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。此外沉金也可以阻止铜的溶解，这将有益于无铅组装。

优点：易氧化，可长时间存放，表面平整，适合用于焊接细间隙引脚以及焊点较小的元器件。有按键PCB板的首选（如手机板）。可以重复多次过回流焊也不太会降低其可焊性。可以用来作为COB（Chip On Board）打线的基材。
缺点：成本较高，焊接强度较差，因为使用无电镀镍制程，容易有黑盘的问题产生。镍层会随着时间氧化，不具备长期可靠性。

4、沉银（IMS）
   介于OSP和化学镀镍/浸金之间，工艺较简单、快速。暴露在热、湿和污染的环境中，仍能提供很好的电性能和保持良好的可焊性，但会失去光泽。因为银层下面没有镍，所以沉银不具备化学镀镍/浸金所有的好的物理强度。

化学沉银(IMS)PCB上的铜需要单独清洗和微蚀的预处理，在银溶液中，惰性的铜和惰性更强的银之间进行贾凡尼置换。
贾凡尼效应又称原电池效应、电偶腐蚀，即相连的、活性不同的两个金属与电解质溶解接触发生原电池反应，比较活泼的金属原子失去电子而被氧化（腐蚀）。
这个工艺，水洗和干燥很关键，保证杂质被清洗。如果需要多次沉银,或者银厚超过0.5um，贾凡尼效应会影响铜,甚至会造成电气开路。
化学沉银的抗爬行腐蚀比较差，爬行腐蚀是指PCB或者PCBA暴露于潮湿及其他气体环境中，在一定时间内缓慢产生腐蚀晶体的现象，可能会引发短路或开路问题。

5、沉锡（IMT）
      PCB沉锡工艺是为有利于SMT与芯片封装而特别设计的在铜面上以化学方式沉积锡金属镀层，是取代Pb-Sn合金镀层制程的一种绿色环保新工艺，已广泛使用于电子产品（如线路板、电子器件）与五金件、装饰品等表面处理。

化学沉锡方式和化学沉银类似，只不过锡是两性金属,与酸和碱都可以发生反应，所以沉积后，要避免与强酸和强碱接触

6、镍金

化学镀镍/浸金(ENIG)和化学镍化学镀钯金(ENEPIG)

ENIG是化学镀镍浸金的缩写(Electroless Nickel Immersion Gold)，由化学镀镍和浸入金的薄层组成，涉及CU/NI/Au三层金属结构。工艺流程主要包括：活化铜，化学镀镍，化学浸金。可保护镍免受氧化。金是PCB外层涂抹的理想元素，因为金不会形成氧化物，受温度和存储条件的影响比较小，同时易于焊接。但是金的含量超过焊料质量的3%,就会使得焊点变脆，所以焊接中金层最大厚度是0.3um。

金熔解入铜非常迅速，为了防止金与铜融合并最终使铜外露氧化，产生焊接问题，使用镀镍的方式使金和铜分离开。镀镍/浸金并不是电化学作用，只是让镍作为氧化剂被磷还原而最终沉积下来。通常情况下，浸金时会先沉3~5um的镍，在镍上再沉0.05~0.15um的金来防止氧化。

ENEPIG是化学镀镍钯浸金缩写（Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold）。其涉及CU/Ni/PD/Au四层金属结构。ENEPIG与ENIG的不同之处在于，在镍和金之间多了一层钯，在置换金的沉积反应中，化学镀钯层会保护镍层，防止它被交置换金过度腐蚀，钯在防止出现置换反应导致的腐蚀现象的同时，为浸金做好充分准备。

镍腐蚀现象工艺之间的区别:
ENIG(化学镍金)主要用于电路板的表面处理，用来防止电路板表面的铜被氧化或腐蚀，并且用于焊接及应用于接触，比如内存条上的金手指。
ENEPIG(化镍钯浸金)主要用于封装基板表面处理，在化镍钯浸金工艺过程中，通过对镍层上化学镀钯控制、浸金控制，获得精确的沉积厚度和金层均匀性，达到良好的接触面。

（1）化学沉镍金
在铜面上包裹一层厚厚的，电性能良好的镍金合金并可以长期保护PCB。不像OSP那样仅作为防锈阻隔层，其能够在PCB长期使用过程中可以实现良好的电性能。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；

（2）电镀镍金
在PCB表面导体先电镀上一层镍之后再电镀上一层金，镀镍主要是防止金和铜之间的扩散。

• 现在的电镀镍金有两类：镀软金和镀硬金。

• 软金主要用于芯片封装时打金线；

• 硬金主要用在非焊接处的电性互连。

电镀镍/金这个是电镀工艺，将PCB放置在整流器连通的夹具上，并浸在金属离子的溶液里。在电场驱动下，溶液中金属离子还原，覆盖在PCB铜面上。金属镀层的厚度可以通过电镀时间、电流密度、电镀时间等来控制性能。

由于电镀镍/金成本高，一般用于插拔连接或打金线的工艺。先是沉积几微米的镍，再在镍上镀0.5~1.5um厚的金，保护镍不会被氧化。

无论是化学镍金或是电镀镍金，真正需要关注的是镍镀层，因为真正需要焊接形成金属间化物的是镍而不是金，金仅仅是为了保护镍不被氧化或腐蚀，金层在焊接一开始就溶解到焊料之中去了。

7、PCB混合表面处理技术
选择两种或者两种以上的表面处理方式进行表面处理，常见的形式有：沉镍金+防氧化、电镀镍金+沉镍金、电镀镍金+热风整平、沉镍金+热风整平、无铅喷锡+金手指。

PCB 的表面处理选择是 PCB 制造最重要的步骤，因为它直接影响工艺产量、返工数量、现场故障率、测试能力、废品率和成本。为了确保最终产品的高质量和性能，必须在表面光洁度选择中考虑所有关于装配的重要考虑因素。

1．PCB 表面处理——焊盘平整度

如前所述，某些表面处理会导致表面不平整，这可能会影响性能、可焊性和其他因素。如果平整度是一个重要因素，要考虑具有薄而均匀层的表面光洁度。在这种情况下，合适的选项包括 ENIG、ENEPIG 和 OSP。

2、 可焊性和润湿性

使用 PCB 时，可焊性始终是一个关键因素。OSP 和 ENEPIG 等特定表面处理已被证明会阻碍可焊性，而诸如HASL 等其他表面处理则非常适合。

3、金线或铝线键合

如果你的PCB 需要金线或铝线键合，可能仅限于 ENIG 和 ENEPIG。

4、储存条件

如前所述，某些表面处理（如 OSP）会使PCB 在处理时变得脆弱，而其他表面处理则提高了耐用性。在考虑存储和处理要求时应事先考虑，只有当可以满足无风险存储和处理要求时，才应使用使 PCB 变得脆弱的表面处理。

5、焊接周期

PCB 要焊接和返工多少次？许多表面处理都是返工的理想选择。然而，诸如浸锡之类的其他方法并不适合返工。

6、RoHS合规性

在确定要使用的表面光洁度时，RoHS 合规性至关重要。通常，所有使用铅的表面处理都不适合 RoHS 合规性，应避免使用。

根据上面对每种表面光洁度的介绍，一些属性是作为选择标准的最重要的元素。下表显示了每种表面光洁度具有和不具有的属性。根据 PCB 产品的具体要求和特性，你可以按照此表选择完美的表面光洁度选项。

总而言之，对于表面光洁度选择的类型，必须选择最佳类型，才能完成众多功能。每种类型的表面处理都有其自身的优点和缺点。有一些工程技巧可以解决由表面光洁度的缺点引起的问题。例如，对于OSP润湿力较低的缺点，有一些解决方案，例如改变板可焊性电镀或波峰焊合金，增加顶面预热等。关键是必须考虑所有可能的因素以获得理想的性能。