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关于PCB板表面处理,镀金和沉金工艺的区别
一、PCB板表面处理
PCB板的表面处理工艺包括：抗氧化，喷锡，无铅喷锡，沉金，沉锡，沉银，镀硬金，全板镀金，金手指，镍钯金OSP等。
要求主要有：成本较低，可焊性好，存储条件苛刻，时间短，环保工艺，焊接好，平整。
喷锡：喷锡板一般为多层（4-46层）高精密度PCB样板，已被国内多家大型通讯、计算机、医疗设备及航空航天企业和研究单位采用。
金手指（connecting finger）是内存条上与内存插槽之间的连接部件，所有的信号都是通过金手指进行传送的。
金手指由众多金黄色的导电触片组成，因其表面镀金而且导电触片排列如手指状，所以称为“金手指”，金手指板都需要镀金或沉金。
金手指实际上是在覆铜板上通过特殊工艺再覆上一层金，因为金的抗氧化性极强，而且传导性也很强。
不过因为金昂贵的价格，目前较多的内存都采用镀锡来代替，从上个世纪90年代开始锡材料就开始普及。
目前主板、内存和显卡等设备的“金手指”几乎都是采用的锡材料，只有部分高性能服务器/工作站的配件接触点才会继续采用镀金的做法，价格自然不菲的。
二、镀金和沉金工艺的区别
沉金采用的是化学沉积的方法，通过化学氧化还原反应的方法生成一层镀层，一般厚度较厚，是化学镍金金层沉积方法的一种，可以达到较厚的金层。
镀金采用的是电解的原理，也叫电镀方式。
其他金属表面处理也多数采用的是电镀方式。
在实际产品应用中，90%的金板是沉金板，因为镀金板焊接性差是他的致命缺点，也是导致很多公司放弃镀金工艺的直接原因！
沉金工艺在印制线路表面上沉积颜色稳定，光亮度好，镀层平整，可焊性良好的镍金镀层。
PCB上化学镀锡工艺的研究随着电子行业的飞速发展，PCB（印刷电路板）作为关键的基础设施，在各种电子设备中发挥着至关重要的作用。
在PCB制造过程中，化学镀锡工艺是一种关键的表面处理技术，其目的是在PCB表面形成一层致密的锡层，以提高导电性能和耐腐蚀性能。
本文将深入研究PCB上化学镀锡工艺的历史、现状和未来发展趋势。
化学镀锡工艺是一种基于化学反应的表面处理技术，其最早的应用可以追溯到20世纪初。
随着电子行业的不断发展，化学镀锡工艺在PCB 制造领域的应用越来越广泛。
目前，化学镀锡工艺主要分为酸性镀锡和碱性镀锡两种。
酸性镀锡工艺具有较高的沉积速度和致密的镀层，但易产生有害气体；而碱性镀锡工艺则具有环保性较好和溶液稳定性较高的优点，但沉积速度较慢。
为了更好地了解化学镀锡工艺在PCB制造中的应用，本文从以下几个方面进行了详细的分析：镀锡层的性能特点：化学镀锡层具有高导电性、高耐磨性、高耐腐蚀性等优点，这些优点使得化学镀锡工艺在PCB制造中具有重要意义。
镀锡溶液的组成和性质：镀锡溶液的组成和性质对沉积速度、镀层质量和使用寿命有着重要影响。
本文对酸性镀锡溶液和碱性镀锡溶液的组成和性质进行了对比和分析。
化学镀锡的工艺流程：化学镀锡工艺的流程包括前处理、施镀和后处理三个阶段。
本文详细介绍了各阶段的主要技术点和注意事项。
化学镀锡的应用场景：化学镀锡工艺在PCB制造中主要应用于表面处理和连接器处理等领域。
本文分析了化学镀锡在这些领域中的应用情况和未来发展趋势。
化学镀锡工艺在PCB制造中具有重要意义，其可以显著提高PCB的导电性能和耐腐蚀性能，从而保证电子设备的稳定性和可靠性。
酸性镀锡工艺和碱性镀锡工艺各有优点和不足，选择哪种工艺取决于具体的应用场景和实际需求。
化学镀锡溶液的组成和性质对沉积速度、镀层质量和使用寿命有着重要影响，因此需要对溶液的组成和性质进行深入研究，以提高镀层质量和使用寿命。
化学镀锡工艺的流程包括前处理、施镀和后处理三个阶段，每个阶段的技术点和注意事项都需严格把控，以提高镀层质量和稳定性。
pcb产业未来发展趋势PCB产业未来发展趋势引言近年来，随着新兴技术的不断涌现和全球数字化转型的加速，PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）产业作为电子产品的重要组成部分，正迎来全新的发展机遇。
本文将从技术发展、市场需求、环保要求等多个方面，探讨PCB产业未来的发展趋势。
一、技术发展趋势1.1 多层、高密度PCB随着电子产品追求小型化和轻量化，多层、高密度PCB得到了越来越广泛的应用。
未来，随着可靠性要求和信号传输速率的提高，多层、高密度PCB将会成为市场的主流趋势。
1.2 HDI（High Density Interconnector）技术HDI技术是指通过使用微细线路、盖孔填充、埋孔、埋板到板连接和脱附连接等创新工艺，实现更高密度、更低成本、更复杂的电路设计。
随着智能手机、平板电脑等高端产品的需求增长，HDI技术将在未来得到更广泛的应用。
1.3 柔性PCB柔性PCB具有高度灵活性和可弯曲性的特点，能够适应不规则布局的电子产品需求。
未来，随着可穿戴设备、可折叠手机等产品的普及，柔性PCB将成为重要的发展趋势。
1.4 小型化和集成化随着元器件的小型化和集成化，未来的PCB设计将更加注重电路板上的空间利用率和线路布局的紧凑性。
高性能、高可靠性的小型化和集成化PCB将成为发展的主要方向。
二、市场需求趋势2.1 5G技术的推广随着全球5G技术的推广，5G通信设备的需求将呈爆发式增长。
而5G通信设备的高频率和高速率要求将进一步推动PCB产业的发展，特别是需要满足更高信号传输要求的高频PCB。
2.2 智能家居与物联网智能家居和物联网的发展将进一步推动PCB产业的需求。
随着智能家居和物联网设备的普及，对较小、较灵活的PCB的需求将进一步增长。
同时，物联网设备的复杂性也将推动PCB产业向更高端、更复杂的方向发展。
2.3 电子汽车的兴起电子汽车作为未来汽车产业的重要发展方向，将对PCB产业带来新的机遇。
PCB表面处理工艺PCB（Printed Circuit Board）是一种基础电子元件，广泛应用于电子产品中。
而PCB表面处理工艺则是制造PCB过程中的重要环节之一，它的主要目的是提高PCB的可焊性、可靠性和耐腐蚀性。
本文将从PCB表面处理的基本原理、常见的表面处理工艺以及未来的发展趋势三个方面，来探讨PCB表面处理工艺。
一、基本原理PCB表面处理工艺的基本原理在于，通过特定的物理和化学方法，在PCB表面形成一层与焊接或贴片工艺兼容的金属覆盖层，以增加PCB与焊接材料之间的接触面积和粘附性。
表面处理可以使焊接材料更好地覆盖印刷电路板表面，从而提高焊接质量和工艺的可靠性。
二、常见的表面处理工艺1. 镀金工艺镀金工艺是最常见且广泛应用的PCB表面处理工艺之一。
它主要有两种方式：电镀金工艺和电镀镍金工艺。
电镀金工艺在PCB表面生成一层致密的镀金层，提高了PCB的导电性和耐腐蚀性。
电镀镍金工艺通过先镀一层镍，再在其上电镀一层金，以增加PCB表面的硬度和耐磨性。
2. 焊接阻焊工艺焊接阻焊工艺是将焊接接点的金属部分暴露出来，而将其他部分涂覆上一层绝缘材料。
这种工艺能够保护PCB的焊接接点，防止电路之间的短路，提高PCB的可靠性。
3. OSP工艺OSP（Organic Solderability Preservative）工艺是一种无铅化的表面处理工艺，它通过在PCB表面形成一层有机锡保护层来提高PCB的可焊性。
OSP工艺不需要使用有毒的重金属，符合环保要求，因此在无铅焊接领域逐渐得到广泛应用。
4. 光刻工艺光刻工艺是将光刻胶涂覆在PCB表面，然后使用UV光源通过光掩膜进行曝光，最后根据曝光后的图案进行化学腐蚀，得到所需的PCB 线路形状。
光刻工艺不仅可以实现高精度的线路制作，还可以提高PCB表面的耐腐蚀性。
三、未来的发展趋势随着电子技术的不断发展，对PCB表面处理工艺提出了更高的要求。
未来的发展趋势主要有以下几个方面：1. 小型化和多功能化随着电子产品对体积和重量的要求越来越高，PCB表面处理工艺需要更加小型化和多功能化。
P C B加工技术现状和未来发展趋势SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-PCB（印刷电路板）加工技术现状和未来发展趋势杭州电子科技大学电子信息学院CAE研究所摘要：印制电路板几乎是所有电子装置，即小到MP3大到发电厂的控制元件的核心部件。
在100 多年的发展史中，印制电路板在功能、大小和生产成本等方面经历了很大的变化，尤其是近年来，由于集成电路不断地小型化，印制电路板的封装密度有了大幅度的提高，其中个人计算机的发展就是PCB技术取得重大进步的一个最好的例子。
目前台式计算机的计算能力已经超过20 世纪六七十年代第一台超级计算机，而价格比当时小型计算器的价格还低。
另一个例子是用于全球通讯的移动电话，在短短几年时间内就由昂贵笨重“狗骨”型，发展到小巧玲珑并具有全球范围的通话和数据服务功能重要通讯工具。
电子产品功能的日益复杂和性能的提高，作为电子产品心脏的印刷电路板的密度和其相关器件的频率都不断攀升，工程师面临的高速高密度PCB 设计所带来的各种挑战也不断增加。
传统的印制板已经不能够满足现有的需求，特别是在航天航空等领域信号传输的高频化、数字化、高密度化、高精细化。
PCB 技术将发生历史的变革，传统的PCB 板将向HDI 板、埋嵌元件印制板、刚挠性印制板过渡并向以光信号为代表的光印制板发展。
关键词：PCB技术；加工技术；HDI首先介绍一下PCB的发展历史进程：PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制电路板，又称印刷电路板，印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。
由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。
印刷电路板的发明者是奥地利人保罗·爱斯勒（Paul Eisler），他于1936年在一个收音机装置内采用了印刷电路板。
1943年，美国人将该技术大量使用于军用收音机内。
PCB表面处理介绍目前电子工业采用一种工业应用广泛的热空气焊锡均涂(hasl,hotairsolderleveling)的替代技术。
在过去十年，有无数的技术论文发表，预言hasl会由有机可焊性保护层(osp,organicsolderabilitypreservatives)、无电镀镍/浸金(enig,electrolessnickel/immersiongold)或新的金属浸泡技术诸如银与锡所取代。
然而到目前为止，还没有一个预言变成现实。
hasl是在世界范围内主要应用的最终表面处理技术。
一个可预计的、知名的涂层，hasl今天使用于亿万计的焊接点上。
尽管如此，三个主要动力：成本、技术和无铅材料的需要，推动着电子工业考虑hasl的替代技术。
从成本角度来看，许多电子元件，如移动通信和个人电脑，正在成为以成本或更低价格出售的可自由支配商品，以确保互联网或电话服务合同。
这一战略使这些商品大规模生产，以商品为导向。
因此，必须考虑成本和对环境的长期影响。
环境问题通常集中在潜在的铅泄漏到环境中。
虽然北美禁止使用铅的立法还有几年的时间，但OEM（原始设备制造商）必须符合欧洲和日本的环境法，才能在全球销售其产品。
这一考虑催生了许多主题，以评估在每个主要OEM中消除铅的选项。
hasl的替代方法允许无铅印刷电路板(pcb,printedwiringboard)，也提供平坦的共面性表面，满足增加的技术要求。
更密的间距和区域阵列元件已允许增加电子功能性。
通常，越高的技术对立着降低成本。
可是，大多数替代方法改进高技术装配和长期的可靠性，而还会降低成本。
成本节约是整个过程成本的函数，包括过程化学、劳力和企业一般管理费用。
像osp、浸银和浸锡等替代技术可提供最终表面处理成本的20~30%的减少。
虽然每块板的节约百分比在高层数多层电路板产品上可能低，日用电子的成本节约，随着更大的功能性和铅的消除，将驱使替代方法使用的急剧增加。
替代方法的使用不仅会增加，而且会取代HASL作为最终表面处理的选择。
一. 引言随着人类对于居住环境要求的不断提高，目前PCB生产过程中涉及到的环境问题显得尤为突出。
目前有关铅和溴的话题是最热门的；无铅化和无卤化将在很多方面影响着PCB的发展。
虽然目前来看，PCB的表面处理工艺方面的变化并不是很大，好像还是比较遥远的事情，但是应该注意到：长期的缓慢变化将会导致巨大的变化。
在环保呼声愈来愈高的情况下，PCB的表面处理工艺未来肯定会发生巨变。
二. 表面处理的目的表面处理最基本的目的是保证良好的可焊性或电性能。
由于自然界的铜在空气中倾向于以氧化物的形式存在，不大可能长期保持为原铜，因此需要对铜进行其他处理。
虽然在后续的组装中，可以采用强助焊剂除去大多数铜的氧化物，但强助焊剂本身不易去除，因此业界一般不采用强助焊剂。
三. 常见的五种表面处理工艺现在有许多PCB表面处理工艺，常见的是热风整平、有机涂覆、化学镀镍/浸金、浸银和浸锡这五种工艺，下面将逐一介绍。
1. 热风整平热风整平又名热风焊料整平，它是在PCB表面涂覆熔融锡铅焊料并用加热压缩空气整（吹）平的工艺，使其形成一层既抗铜氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆层。
热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属间化合物。
保护铜面的焊料厚度大约有1-2mil。
PCB进行热风整平时要浸在熔融的焊料中；风刀在焊料凝固之前吹平液态的焊料；风刀能够将铜面上焊料的弯月状最小化和阻止焊料桥接。
热风整平分为垂直式和水平式两种，一般认为水平式较好，主要是水平式热风整平镀层比较均匀，可实现自动化生产。
热风整平工艺的一般流程为：微蚀→预热→涂覆助焊剂→喷锡→清洗。
2. 有机涂覆有机涂覆工艺OSP不同于其他表面处理工艺，它是在铜和空气间充当阻隔层；有机涂覆工艺简单、成本低廉，这使得它能够在业界广泛使用。
早期的有机涂覆的分子是起防锈作用的咪唑和苯并三唑，最新的分子主要是苯并咪唑，它是化学键合氮功能团到PCB上的铜。
在后续的焊接过程中，如果铜面上只有一层的有机涂覆层是不行的，必须有很多层。
这就是为什么化学槽中通常需要添加铜液。
在涂覆第一层之后，涂覆层吸附铜；接着第二层的有机涂覆分子与铜结合，直至二十甚至上百次的有机涂覆分子集结在铜面，这样可以保证进行多次回流焊。
试验表明：最新的有机涂覆工艺能够在多次无铅焊接过程中保持良好的性能。
有机涂覆工艺的一般流程为：脱脂→微蚀→酸洗→纯水清洗→有机涂覆→清洗，过程控制相对其他表面处理工艺较为容易。
3. 化学镀镍/浸金化学镀镍/浸金工艺不像有机涂覆那样简单，化学镀镍/浸金好像给PCB穿上厚厚的盔甲；另外化学镀镍/浸金工艺也不像有机涂覆作为防锈阻隔层，它能够在PCB长期使用过程中有用并实现良好的电性能。
因此，化学镀镍/浸金是在铜面上包裹一层厚厚的、电性良好的镍金合金，这可以长期保护PCB；另外它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。
镀镍的原因是由于金和铜间会相互扩散，而镍层能够阻止金和铜间的扩散；如果没有镍层，金将会在数小时内扩散到铜中去。
化学镀镍/浸金的另一个好处是镍的强度，仅仅5微米厚度的镍就可以限制高温下Z方向的膨胀。
此外化学镀镍/浸金也可以阻止铜的溶解，这将有益于无铅组装。
化学镀镍/浸金工艺的一般流程为：酸性清洁→微蚀→预浸→活化→化学镀镍→化学浸金，主要有6个化学槽，涉及到近100种化学品，因此过程控制比较困难。
4. 浸银浸银工艺介于有机涂覆和化学镀镍/浸金之间，工艺比较简单、快速；不像化学镀镍/浸金那样复杂，也不是给PCB穿上一层厚厚的盔甲，但是它仍然能够提供好的电性能。
银是金的小兄弟，即使暴露在热、湿和污染的环境中，银仍然能够保持良好的可焊性，但会失去光泽。
浸银不具备化学镀镍/浸金所具有的好的物理强度因为银层下面没有镍。
另外浸银有好的储存性，浸银后放几年组装也不会有大的问题。
浸银是置换反应，它几乎是亚微米级的纯银涂覆。
有时浸银过程中还包含一些有机物，主要是防止银腐蚀和消除银迁移问题；一般很难测量出来这一薄层有机物，分析表明有机体的重量少于1％。
5. 浸锡由于目前所有的焊料都是以锡为基础的，所以锡层能与任何类型的焊料相匹配。
从这一点来看，浸锡工艺极具有发展前景。
但是以前的PCB经浸锡工艺后出现锡须，在焊接过程中锡须和锡迁徙会带来可靠性问题，因此浸锡工艺的采用受到限制。
后来在浸锡溶液中加入了有机添加剂，可使得锡层结构呈颗粒状结构，克服了以前的问题，而且还具有好的热稳定性和可焊性。
浸锡工艺可以形成平坦的铜锡金属间化合物，这个特性使得浸锡具有和热风整平一样的好的可焊性而没有热风整平令人头痛的平坦性问题；浸锡也没有化学镀镍/浸金金属间的扩散问题——铜锡金属间化合物能够稳固的结合在一起。
浸锡板不可存储太久，组装时必须根据浸锡的先后顺序进行。
6. 其他表面处理工艺其他表面处理工艺的应用较少，下面来看应用相对较多的电镀镍金和化学镀钯工艺。
电镀镍金是PCB表面处理工艺的鼻祖，自从PCB出现它就出现，以后慢慢演化为其他方式。
它是在PCB表面导体先镀上一层镍后再镀上一层金，镀镍主要是防止金和铜间的扩散。
现在的电镀镍金有两类：镀软金（纯金，金表面看起来不亮）和镀硬金（表面平滑和硬，耐磨，含有钴等其他元素，金表面看起来较光亮）。
软金主要用于芯片封装时打金线；硬金主要用在非焊接处的电性互连。
考虑到成本，业界常常通过图像转移的方法进行选择性电镀以减少金的使用。
目前选择性电镀金在业界的使用持续增加，这主要是由于化学镀镍/浸金过程控制比较困难。
正常情况下，焊接会导致电镀金变脆，这将缩短使用寿命，因而要避免在电镀金上进行焊接；但化学镀镍/浸金由于金很薄，且很一致，变脆现象很少发生。
化学镀钯的过程与化学镀镍过程相近似。
主要过程是通过还原剂（如次磷酸二氢钠）使钯离子在催化的表面还原成钯，新生的钯可成为推动反应的催化剂，因而可得到任意厚度的钯镀层。
化学镀钯的优点为良好的焊接可靠性、热稳定性、表面平整性。
四. 表面处理工艺的选择表面处理工艺的选择主要取决于最终组装元器件的类型；表面处理工艺将影响PCB的生产、组装和最终使用，下面将具体介绍常见的五种表面处理工艺的使用场合。
1. 热风整平热风整平曾经在PCB表面处理工艺中处于主导地位。
二十世纪八十年代，超过四分之三的PCB使用热风整平工艺，但过去十年以来业界一直都在减少热风整平工艺的使用，估计目前约有25％-40％的PCB使用热风整平工艺。
热风整平制程比较脏、难闻、危险，因而从未是令人喜爱的工艺，但热风整平对于尺寸较大的元件和间距较大的导线而言，却是极好的工艺。
在密度较高的PCB中，热风整平的平坦性将影响后续的组装；故HDI板一般不采用热风整平工艺。
随着技术的进步，业界现在已经出现了适于组装间距更小的QFP和BGA的热风整平工艺，但实际应用较少。
目前一些工厂采用有机涂覆和化学镀镍/浸金工艺来代替热风整平工艺；技术上的发展也使得一些工厂采用浸锡、浸银工艺。
加上近年来无铅化的趋势，热风整平使用受到进一步的限制。
虽然目前已经出现所谓的无铅热风整平，但这可将涉及到设备的兼容性问题。
2. 有机涂覆估计目前约有25％-30％的PCB使用有机涂覆工艺，该比例一直在上升（很可能有机涂覆现在已超过热风整平居于第一位）。
有机涂覆工艺可以用在低技术含量的PCB，也可以用在高技术含量的PCB上，如单面电视机用PCB、高密度芯片封装用板。
对于BGA方面，有机涂覆应用也较多。
PCB如果没有表面连接功能性要求或者储存期的限定，有机涂覆将是最理想的表面处理工艺。
3. 化学镀镍/浸金化学镀镍/浸金工艺与有机涂覆不同，它主要用在表面有连接功能性要求和较长的储存期的板子上，如手机按键区、路由器壳体的边缘连接区和芯片处理器弹性连接的电性接触区。
由于热风整平的平坦性问题和有机涂覆助焊剂的清除问题，二十世纪九十年代化学镀镍/浸金使用很广；后来由于黑盘、脆的镍磷合金的出现，化学镀镍/浸金工艺的应用有所减少，不过目前几乎每个高技术的PCB厂都有化学镀镍/浸金线。
考虑到除去铜锡金属间化合物时焊点会变脆，相对脆的镍锡金属间化合物处将出现很多的问题。
因此，便携式电子产品（如手机）几乎都采用有机涂覆、浸银或浸锡形成的铜锡金属间化合物焊点，而采用化学镀镍/浸金形成按键区、接触区和EMI的屏蔽区。
估计目前大约有10％-20％的PCB使用化学镀镍/浸金工艺。
4. 浸银浸银比化学镀镍/浸金便宜，如果PCB有连接功能性要求和需要降低成本，浸银是一个好的选择；加上浸银良好的平坦度和接触性，那就更应该选择浸银工艺。
在通信产品、汽车、电脑外设方面浸银应用的很多，在高速信号设计方面浸银也有所应用。
由于浸银具有其它表面处理所无法匹敌的良好电性能，它也可用在高频信号中。
EMS推荐使用浸银工艺是因为它易于组装和具有较好的可检查性。
但是由于浸银存在诸如失去光泽、焊点空洞等缺陷使得其增长缓慢（但没有下降）。
估计目前大约有10％-15％的PCB使用浸银工艺。
5. 浸锡锡被引入表面处理工艺是近十年的事情，该工艺的出现是生产自动化的要求的结果。
浸锡在焊接处没有带入任何新元素，特别适用于通信用背板。
在板子的储存期之外锡将失去可焊性，因而浸锡需要较好的储存条件。
另外浸锡工艺中由于含有致癌物质而被限制使用。
估计目前大约有5％-10％的PCB使用浸锡工艺。
五. 结束语随着客户要求愈来愈高，环境要求愈来愈严，表面处理工艺愈来愈多，到底该选择那种有发展前景、通用性更强的表面处理工艺，目前看来好像有点眼花缭乱、扑朔迷离。
PCB表面处理工艺未来将走向何方，现在亦无法准确预测。
不管怎样，满足客户要求和保护环境必须首先做到！。
