PCB表面處理

由於PCB的銅面在環境中容易氧化，因此必須在沒有覆蓋防焊油墨之裸露處，再次加工覆蓋一層塗層，以保護該處避免氧化的製程。為因應各式後續加工需求，發展出各種不同材質、價格、不同保護程度之表面處理加工方式。

常見的PCB表面處理有下列幾項：

• 裸銅（Bare Copper）：

  顧名思義就是裸露在外的銅箔處，完全沒有做任何處理覆蓋。
  優點是成本最低，焊接性與平整度良好。缺點因為無任何防護，接觸空氣後極易氧化。

• 噴錫（HASL/HAL）：

  在銅箔表面塗上一層錫，並用熱風刀吹整平表面。其設備分為水平噴錫與垂直噴錫兩種。
  噴錫為PCB最廣泛常見的表面處理方式，具有良好的可焊性、儲存時間較長及成本低廉等優點。但其缺點為表面平整度較差，SMT時容易因為錫量不一致而造成焊接不良，且各接點之間，若距離過近則容易因錫球而造成短路現象。

  由於噴錫的錫是錫鉛合金，近年來各國大力提倡環保，無鉛製程的需求越來越高，因此也有另一個無鉛噴錫製程可選擇。

• 無鉛噴錫（Lead-Free HASL）：

  與噴錫製程相同，差別僅在於其合金中無鉛成分，常見的有錫銅鎳及錫銀銅兩種合金。

• 化金（ENIG）：

  （Electroless Nickel Immersion Gold，化鎳浸金），這裡是指PCB無需外加電流的化鎳浸金製程。裸銅表面化學沉積上一層化學鎳，經由槽液化學置換的作用，使得金層逐漸沉積在鎳上層，直至鎳表面完整覆蓋。由於是使用化學置換方式，金的厚度無法達到像電鍍金那樣厚，金層厚度一般約１μ"～５μ"，鎳層厚度約100μ"～200μ"。其優點為PCB不需另外拉導線，電鍍設計較為簡便，且因待焊區域較為平整均勻，零件較密集區域（例如BGA處）不易發生焊接不良或因錫橋而短路狀況。缺點為成本較高，SMT後焊接強度偏差。

• 電鍍金（Gold Plating）：

  電鍍鎳金，大多是使用電鍍硬金。經由接導線通電方式將鎳層及金層鍍上PCB銅面裸露處。常見的多是金局部電鍍在PCB邊緣需重複插拔的接觸區，例如俗稱金手指的位置，但也有少數產品選擇全板電鍍金，或板內局部區域電鍍金。一般常見鍍金層厚度約5~30μ"。優點是電鍍金表面夠堅硬又耐磨，可以經重複摩擦而不容易損耗導致氧化。缺點是待鍍需要接導線且表面平整度較差，價格又極為昂貴。

• 化銀（Immersion Silver）：

  PCB化銀板是利用浸鍍的方式，利用銅與銀的氧化電位不同之特性，使銅表面的銅原子被銀所置換，進而達到表面改質的目的。一般厚度約為6μ"~10μ"。優點為表面平整及焊接效果良好。缺點為價格略高，且接觸空氣後易氧化/硫化，PCB拆封後須盡速使用，儲存時間短。

• OSP（Organic Solderability Preservative）：

  OSP是利用化學方式在銅的表面長出一層有機銅錯化物（complex compound）的皮膜。這層有機皮膜可以保護電路板上的潔淨裸銅於常態的儲存環境下，不再與空氣接觸而生鏽（硫化或氧化），並且可以在電路板組裝的過程中輕易地被助焊劑及稀酸，迅速的清除並露出潔淨的銅面與熔融的焊錫，形成焊接。優點是成本較低、加工過程快，且具有裸銅板的良好焊接與平整優點。缺點是加工後無法直接電測，外觀檢驗困難。
  
  有機護銅劑（OSP）如果有破洞剛好在銅面上，銅面就會從破洞處開始氧化，進而影響到SMT組裝的不良，而有機護銅劑的厚度越厚，對於銅箔的保護性就越好，但是相對的也需要較強活性的助焊劑才能清除它以進行焊接，所以一般要求OSP成膜厚度在0.2-0.5um之間。