印刷电路板表面处理
表面处理是组件和裸 PCB 板之间的关键接口. 首先，它可以防止裸露的铜线被氧化。 其次，它创建了一个用于将组件焊接到 PCB 的表面。 两者都确保了PCB良好的可焊性和电气性能。 表面处理有多种类型，因此必须选择合适的一种以满足客户的要求。 在选择表面处理类型时， 需要考虑以下因素：成本、无铅、生产力、组件类型和环保材料。
图 1：PCB 表面处理
化学镀镍 (ENIG)
ENIG，作为镍和金的双层金属涂层，是目前业内最流行的表面处理类型。 镍层充当铜表面和元件焊接表面之间的屏障。 金层用于在存储过程中保护镍层以及提供强大的可焊性。 与其他表面处理类型相比，ENIG 适用于粘接和电镀通孔 (PTH)，具有较长的保质期，并提供最平坦的可焊表面。 它是无铅的，但由于工艺复杂且不可再加工的特性而价格昂贵。
图 2：化学镀镍 (ENIG)
浸锡 (I-Tin)
I-Tin 表面处理是将电路板浸入几个化学浴中，以产生最佳的锡附着力和理想的平整度。 这项技术非常有前途，因为焊料是基于锡的，并且锡层可以与任何类型的焊料相匹配。 I-Tin 是无铅的、具有成本效益的、可再加工的，并且适用于细间距产品。 然而， 不利于多次组装工艺和电镀通孔 (PTH)，需要敏感处理，并且有可能损坏阻焊层。 可能会出现锡须，导致短路。
图 3：浸锡（I-Tin）
有机可焊性防腐剂 (OSP)
与其他表面处理类型不同，OSP 充当铜电路和空气之间的屏障。 换句话说，OSP就是在焊接前在干净的裸铜表面化学形成一层有机膜。 它不含铅，形成共面表面，工艺简单，设备维护成本低。 还有一些缺点，例如保质期短和在最终组装过程中可能会暴露铜。
无铅热风整平 (HASL)
在这种表面处理类型中， PCB板接受助焊剂涂层并通过熔融锡焊料浴，用热风刀去除。 HASL主要有两种类型，一种是有铅HASL，另一种是无铅HASL。 喷锡曾一度受到业界青睐，但不环保。 HASL 的优点是成本低，可广泛使用，保质期长。 但是，它的缺点也不容忽视。 虽然无铅是环保的，但它会产生不平整的表面，这对于细间距元件来说是不可接受的。 在有铅和无铅喷锡的过程中， PCB板暴露在高温下，这会对电路板产生高热应力。 HASL 也不适用于电镀通孔 (PTH)。
图 4：HASL 制造过程
镀硬金
被称为电镀的硬金电镀是昂贵的表面处理类型之一。 由于其成本高、工艺复杂、可焊性相对较差，通常应用于边缘连接器等高磨损区域，而不是可焊区域。 与 ENIG 不同，金层的厚度可以根据客户的要求而变化。 硬金表面处理的其他优点包括形成平坦的表面，出色的耐用性和较长的保质期。
化学镀镍化学镀钯浸金 (ENEPIG)
ENEPIG 作为镍、钯和金的三层金属涂层，是一种比较新的表面处理类型。 与 ENIG 不同的是，它有一个额外的钯层作为电阻层，以防止镍氧化和扩散到铜层。 ENIG有利于工艺机理简单，耐高温，但 ENEPIG 具有出色的多次回流循环和可靠的引线键合能力. ENIG 和 ENEPIG 都很昂贵，因为它们为 PCB 提供了最高的可焊性。 ENEPIG 是可粘合的，非常适合间距有限的高频应用。 此外，它没有腐蚀和黑焊盘风险，并且具有出色的保质期和焊点。 下图显示了 ENIG 和 ENEPIG 的不同制造工艺。
图 5：ENIG 和 ENEPIG 的制造过程
浸银 (I-Ag)
I-Ag 是一种相对稳定的表面处理类型，保质期适中。 对于细间距和扁平封装涂层，它可以很好地替代 ENIG。 它不含铅，具有成本效益，非常适合高速 PCB 应用。 然而，它对周围的污染物很敏感，这可能会导致变色问题。 它还存在银须和高摩擦系数问题。
文献参考：
https://www.youtube.com/watch?v=bq5_74bEU7k&ab_channel=ICAPEGROUP
https://www.epectec.com/articles/pcb-surface-finish-advantages-and-disadvantages.html
https://www.pcbcart.com/article/content/surface-finish-intro-and-comparision.html