沉金、镀金、喷锡等表面处理工艺——我对PCB设计的认知提升过程【18】

PCB焊盘表面处理的方法，用于保护PCB焊盘并改善焊接性能。

沉金板与镀金板是现今线路板生产中常用的工艺。伴随着IC的集成度越来越高，IC脚也越多越密。而垂直喷锡工艺很难将成细的焊盘吹平整，这就给SMT的贴装带来了难度；另外喷锡板的待用寿命（shelflife）很短。而沉金或者镀金板正好解决了这些问题。

对于表面贴装工艺，尤其对于0603及0402超小型表贴，因为焊盘平整度直接关系到锡膏印制工序的质量，对后面的再流焊接质量起到决定性影响，所以，整板沉金或者镀金在高密度和超小型表贴工艺中时常见到。

在试制阶段，受元件采购等因素的影响往往不是板子来了马上就焊，而是经常要等上几个星期甚至个把月才用，沉金板和镀金板的待用寿命（shelflife）比锡板长很多倍。所以大家都乐意采用。沉金、镀金PCB在样品阶段的成本与铅锡合金板相比相差无几。

1、沉金（ENIG，ElectrolessNickelImmersionGold）：这是一种常用的PCB表面处理方法之一。首先，在焊盘上涂覆一层化学镀镍（ElectrolessNickel）作为中间层，然后在镀镍表面再覆盖一层金（ImmersionGold）。沉金的好处包括良好的扩展性、平整性和耐腐蚀性，以及对焊接的良好性能。此外，金的特性还有助于防止氧化，从而提高长期存储稳定性。

2、喷锡（HASL，HotAirSolderLeveling）：这是另一种常见的表面处理方法。在喷锡过程中，焊盘被浸入一锅熔化的锡合金中，然后通过热风将多余的锡吹走，留下一个均匀的锡层。喷锡的优点包括成本较低、易于制造和焊接，但相对而言，它的表面精度和平整性可能较差。

3、镀金：这是一种在PCB焊盘上镀一层金的方法。金在电气导性和耐腐蚀性方面表现出色，这使得焊接质量得以提高。然而，与其他方法相比，镀金通常成本较高。特别会应用在金手指表面处理。

4、OSP（OrganicSolderabilityPreservatives）：有机锡防护层是一种在焊盘上涂覆一层有机保护层的方法，以保护焊盘表面免受氧化。OSP能够提供良好的平整性和扩展性，并且适用于轻负荷应用。

5、镀锡（ImmersionTin）：类似于沉金，镀锡方法在焊盘上涂覆一层锡。镀锡可以提供良好的焊接性能，并且相对于其他方法来说成本较低。然而，与沉金相比，它可能不如沉金在耐腐蚀性和长期稳定性方面表现出色。

6、镍/铍金属化（Nickel/GoldPlating）：这种方法类似于沉金，但在化学镀镍之后，覆盖的是铜。然后再进行金属化处理。这种方法可以提供良好的导电性和耐腐蚀性，适用于高性能应用。

7、镀银（SilverPlating）：镀银是一种在焊盘上涂覆一层银的方法。银在导电性方面表现出色，但可能会在暴露在空气中时氧化，因此通常需要在银上涂覆一层保护层。镀银铝基板：

8、硬金属化（HardGoldPlating）：这种方法用于需要经常插拔的连接器或插座接触点。焊盘上覆盖一层较厚的金，以提供耐磨损和耐腐蚀性能。

沉金板与镀金板的区别

1、沉金与镀金所形成的晶体结构不一样，沉金对于金的厚度比镀金厚很多，沉金会呈金黄色较镀金来说更黄，客户更满意。

2、沉金与镀金所形成的晶体结构不一样，沉金较镀金来说更容易焊接，不会造成焊接不良，引起客户投诉。沉金板的应力更易控制，对有邦定的产品而言，更有利于邦定的加工。同时也正因为沉金比镀金软，所以沉金板做金手指不耐磨。

3、沉金板只有焊盘上有镍金，趋肤效应中信号的传输是在铜层不会对信号有影响。

4、沉金较镀金来说晶体结构更致密，不易产成氧化。

5、随着布线越来越密，线宽、间距已经到了3-4MIL。镀金则容易产生金丝短路。沉金板只有焊盘上有镍金，所以不会产成金丝短路。

6、沉金板只有焊盘上有镍金，所以线路上的阻焊与铜层的结合更牢固。工程在作补偿时不会对间距产生影响。

7、一般用于相对要求较高的板子，平整度要好，一般就采用沉金，沉金一般不会出现组装后的黑垫现象。沉金板的平整性与待用寿命与镀金板一样好。

选择适合的表面处理方法需要考虑许多因素，包括电气性能、耐腐蚀性、成本和应用需求等。根据具体情况，可以选择合适的表面处理工艺来满足设计要求。

前期系列内容：

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我对PCB设计的认知提升过程【4】PCB走线应该走多宽？

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