目前PCB生產過程中涉及到的環境問題顯得尤為突出。目前有關鉛和溴的話題是最熱門的；無鉛化和無鹵化將在很多方面影響著PCB的發展。雖然目前來看，PCB的表面處理工藝方面的變化並不是很大，好像還是比較遙遠的事情，但是應該注意到：長期的緩慢變化將會導致巨大的變化。在環保呼聲愈來愈高的情況下，PCB的表面處理工藝未來肯定會發生巨大改變
基本介紹
- 中文名：PCB表面處理工藝
- 所屬領域：電子製造
基本分類,有機塗覆,化學金,浸銀,浸錫,表面工藝,電鍍鎳金,化學鍍鈀,
基本分類
常見的PCB表面處理工藝有：熱風整平（HASL，hot air solder leveling），有機塗覆（OSP），化學鍍鎳/浸金，浸銀，浸錫等
熱風整平HASL，hot air solder leveling
熱風整平又名熱風焊料整平，它是在PCB表面塗覆熔融錫鉛焊料並用加熱壓縮空氣整平（吹平）的工藝，使其形成一層既抗銅氧化又可提供良好的可焊性的塗覆層。熱風整平時焊料和銅在結合處形成銅錫金屬化合物，其厚度大約有1～2mil。
PCB進行熱風整平時要浸在熔融的焊料中，風刀在焊料凝固之前吹平液態焊料，並能夠將銅面上焊料的彎月狀最小化和阻止焊料橋接。
熱風整平分為垂直式和水平式兩種，一般認為水平式較好，主要是水平式熱風整平鍍層比較均勻，可實現自動化生產。其一般流程為：微蝕-->預熱-->塗覆助焊劑-->噴錫-->清洗。
有機塗覆
OSP不同於其它表面處理工藝之處為：它的作用是在銅和空氣間充當阻隔層； 簡單地說，OSP就是在潔淨的裸銅表面上，以化學的方法長出一層有機皮膜。這層膜具有防氧化，耐熱衝擊，耐濕性，用以保護銅表面於常態環境中不再繼續生鏽（氧化或硫化等）；同時又必須在後續的焊接高溫中，能很容易被助焊劑所迅速清除，以便焊接。
有機塗覆工藝簡單，成本低廉，使得其在業界被廣泛使用。早期的有機塗覆分子是起防鏽作用的咪唑和苯並三唑，最新的分子主要是苯並咪唑。為了保證可以進行多次回流焊，銅面上只有一層的有機塗覆層是不行的，必須有很多層，這就是為什麼化學槽中通常需要添加銅液。在塗覆第一層之後，塗覆層吸附銅；接著第二層的有機塗覆分子與銅結合，直至二十甚至上百次的有機塗覆分子集結在銅面。
其一般流程為：脫脂-->微蝕-->酸洗-->純水清洗-->有機塗覆-->清洗，過程控制相對其他表明處理工藝較為容易。
化學金
化學鍍鎳/浸金是在銅面上包裹一層厚厚的，電性能良好的鎳金合金並可以長期保護PCB。不像OSP那樣僅作為防鏽阻隔層，其能夠在PCB長期使用過程中有用並實現良好的電性能。另外它也具有其它表面處理工藝所不具備的對環境的忍耐性。
鍍鎳的原因是由於金和銅之間會相互擴散，而鎳層可以阻止其之間的擴散，如果沒有鎳層的阻隔，金將會在數小時內擴散到銅中去。化學鍍鎳/浸金的另一個好處是鎳的強度，僅僅5um厚度的鎳就可以控制高溫下Z方向的膨脹。此外化學鍍鎳/浸金也可以阻止銅的溶解，這將有益於無鉛焊接。
其一般流程為：脫酸洗清潔-->微蝕-->預浸-->活化-->化學鍍鎳-->化學浸金；其過程中有6個化學槽，涉及到近百種化學品，過程比較複雜。
浸銀
浸銀工藝介於OSP和化學鍍鎳/浸金之間，工藝較簡單、快速。浸銀不是給PCB穿上厚厚的盔甲，即使暴露在熱、濕和污染的環境中，仍能提供很好的電性能和保持良好的可焊性，但會失去光澤。因為銀層下面沒有鎳，所以浸銀不具備化學鍍鎳/浸金所有的好的物理強度。
浸銀是置換反應，它幾乎是亞微米級的純銀塗覆。有時浸銀過程中還包含一些有機物，主要是防止銀腐蝕和消除銀遷移問題，一般很難量測出來這一薄層的有機物，分析表明有機體的重量少於1%。
浸錫
由於目前所有焊料是以錫為基礎的，所錫層能與任何類型的焊料相匹配，從這一點來看，浸錫工藝極具發展前景。但以前的PCB經浸錫工藝後易出現錫須，在焊接過程中錫須和錫遷移會帶來可靠性問題，因此限制了浸錫工藝的採用。後在浸錫溶液中加入了有機添加劑，使錫層結構呈顆粒狀結構，克服了之前的問題，而且還具有好的熱穩定性和可焊性。
浸錫工藝可以形成平坦的銅錫金屬間化合物，這個特性使得浸錫具有和熱風整平一樣的好的可焊性而沒有熱風整平令人頭疼的平坦性問題；也沒有化學鍍鎳/浸金金屬間的擴散問題；只是浸錫板不可以存儲太久，
表面工藝
其它表面處理工藝的套用較少，其中套用較多的有電鍍鎳金和化學鍍鈀工藝。
電鍍鎳金
電鍍鎳金是PCB表面處理工藝的鼻祖，自從PCB出現它就出現，慢慢演化出其它工藝。電鍍鎳金就是在PCB表面導體先電鍍上一層鎳之後再電鍍上一層金，鍍鎳主要是防止金和銅之間的擴散。現在的電鍍鎳金有兩類：鍍軟金（純金，金表面看起來不亮）和鍍硬金（表面平滑堅硬，耐磨，含有鈷等其它元素，表面看起來較光亮）。軟金主要用於晶片封裝時打金線；硬金主要用在非焊接處的電性互連（如金手指）。
正常情況下，焊接會導致電鍍金變脆，這將縮短使用壽命，因而要避免在電鍍金上進行焊接；而化學鍍鎳/浸金由於金很薄且一致，變脆現象很少發生。
化學鍍鈀
化學鍍鈀的過程與化學鍍鎳的過程相近似。主要過程是通過還原劑（如次磷酸二氫鈉）使鈀離子在催化的表面還原成鈀，新生的鈀可稱為推動反應的催化劑，因而可得到任意厚度的鍍鈀層。化學鍍鈀的優點為良好的焊接可靠性、熱穩定性、表面平整性。缺點為鈀是一種較為稀少的貴金屬，因而成本會增加。
