2007-11-0118:20
常见的P C B表面处理工艺
这里的“表面”指的是P C B上为电子元器件或其他系统到P C B的电路之间提供电气连接的连接点，如焊盘或接触式连接的连接点。 裸铜本身的可焊性很好，但是暴露在空气中很容易氧化，而且容易受到污染。这也是P C B必须要进行表面处理的原因。
1、H A S L
在穿孔器件占主导地位的场合，波峰焊是最好的焊接方法。采用热风整平（H A S L，H o t-a i r s o l d e r l e v e l i n g）表面处理技术足以满足波峰焊的工艺要求，当然对于结点强度（尤其是接触式连接）要求较高的场合，多采用电镀镍/金的方法。H A S L是在世界范围内主要应用的表面处理技术，但是有三个主要动力推动着电子工业不得不考虑H A S L的替代技术：成本、新的工艺需求和无铅化需要。 从成本的观点来看，许多电子元件诸如移动通信和个人计算机正变成平民化的消费品。以成本或更低的价格销售，才能在激烈的竞争环境中立于不败之地。
组装技术发展到S M T以后， P C B焊盘在组装过程中要求采用丝网印刷和回流焊接工艺。在S M A场合，P C B表面处理工艺最初依然沿用了H A S
L技术，但是随着S M T器件的不断缩小，焊盘和网板开孔也在随之变小，H A S L技术的弊端逐渐暴露了出来。H A S L技术处理过的焊盘不够平整，共面性不能满足细间距焊盘的工艺要求。
环境的关注通常集中在潜在的铅对环境的影响。
O S P的保护机理
故名思意，有机可焊性保护层（O S P,O r g a n i c s o l d e r a b i l i t y p r e s e r v a t i v e）是一种有机涂层，用来防止铜在焊接以前氧化，也就是保护P C B焊盘的可焊性不受破坏。目前广泛使用的两种O S P都属于含氮有机化合物，即连三氮茚（B e n z o t r i a z o l e s）和咪唑有机结晶碱（I m i d a z o l e s）。它们都能够很好的附着在裸铜表面，而且都很专一―――只情有独钟于铜，而不会吸附在绝缘涂层上，比如阻焊膜。
连三氮茚会在铜表面形成一层分子薄膜，在组装过程中，当达到一定的温度时，这层薄膜将被熔掉，尤其是在回流焊过程中，O S P比较容易挥发掉。咪唑有机结晶碱在铜表面形成的保护薄膜比连三氮茚
更厚，在组装过程中可以承受更多的热量周期的冲击。
O S P涂附工艺
清洗：在O S P之前，首先要做的准备工作就是把铜表面清洗干净。其目
的主要是去除铜表面的有机或无机残留物，确保蚀刻均匀。
微蚀刻（M i c r o e t c h）：通过腐蚀铜表面，新鲜明亮的铜便露出来了，这样有助于与O S P的结合。可以借助适当的腐蚀剂进行蚀刻，如过硫化钠（s o d i u m p e r s u l p h a t e），过氧化硫酸（p e r o x i d e/s u l f u r i c a c i d）等。
C o n d i t i o n e r：可选步骤，根据不同的情况或要求来决定要不要进行这些处理。
O S P：然后涂O S P溶液，具体温度和时间根据具体的设备、溶液的特性和要求而定。
清洗残留物：完成上面的每一步化学处理以后，都必须清洗掉多余的化学残留物或其他无用成分。一般清洗一到两次足夷。物极必反，过分的清洗反倒会引起产品氧化或失去光泽等，这是我们不希望看到的。
整个处理过程必须严格按照工艺规定操作，比如严格控制时间、温度和周转过程等。
O S P的应用
P C B表面用O S P处理以后，在铜的表面形成一层薄薄的有机化合物，从而保护铜不会被氧化。B e n z o t r i a z o l e s型O S P的厚度一般为100A°，而 I m i d a z o l e s型O S P的厚度要厚一些，一般为400A°。O S P薄膜是
透明的，肉眼不容易辨别其存在性，检测困难。
在组装过程中（回流焊），O S P很容易就熔进到了焊膏或者酸性的F l u x 里面，同时露出活性较强的铜表面，最终在元器件和焊盘之间形成S n/C u 金属间化合物，因此，O S P用来处理焊接表面具有非常优良的特性。
O S P不存在铅污染问题，所以环保。
O S P的局限性
1、 由于O S P透明无，所以检查起来比较困难，很难辨别P C B是否涂过O S P。
2、 O S P本身是绝缘的，它不导电。B e n z o t r i a z o l e s类的O S P比较薄，可能不会影响到电气测试，但对于I m i d a z o l e s类O S P，形成的保护膜比较厚，会影响电气测试。O S P更无法用来作为处理电气接触表面，比如按键的键盘表面。
3、 O S P在焊接过程中，需要更加强劲的F l u x，否则消除不了保护膜，从而导致焊接缺陷。
4、 在存储过程中，O S P表面不能接触到酸性物质，温度不能太高，否则O S P会挥发掉。
随着技术的不断创新，O S P已经历经了几代改良，其耐热性和存储寿命、与F l u x的兼容性已经大大提高了。
3、化镍浸金(E N I G)
E N I G的保护机理
通过化学方法在铜表面镀上N i/A u。内层N i的沉积厚度一般为120～240μi n（约3～6μm），外层A u的沉积厚度比较薄，一般为2～4μi n c h （0.05～0.1μm）。N i在焊锡和铜之间形成阻隔层。焊接时，外面的A u会迅速融解在焊锡里面，焊锡与N i形成N i/S n金属间化合物。外面镀金是为了防止在存储期间N i氧化或者钝化，所以金镀层要足够密，厚度不能太薄。
E N I G处理工艺
清洗：清洗的目的与O S P工艺一样，清楚铜表面的有机或无机残留物，为蚀刻和催化做好准备。
蚀刻（M i c r o e t c h）：同O S P工艺……
无电沉镍
催化剂：这一步的作用是在铜表面沉积一层催化剂薄膜，从而降低铜的活性能量，这样N i就比较容易沉积在铜表面。钯、钌都是可以使用的催化剂。
化学镀镍：这里就不详细介绍其具体过程了。镍沉积含有6～11％的磷，根据实际的具体用途，镍可能用作焊接表面，也可能作为接触表面，但不论怎样，必须确保镍有足够的厚度，以达到保护铜的作用。
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