印刷电路板表面处理完全指南》：OSP、HASL、ENG

印刷电路板广泛应用于各种电子设备，包括计算机、智能手机和其他数字设备。印刷电路板具有高可靠性和低成本的特点，因此无处不在。然而，在印刷电路板与其他元件组装成电子设备之前，有许多不同的方法来处理印刷电路板的表面。您应该选择哪一种呢？本指南将介绍三种常见的印刷电路板表面处理方法：OSP（有机可焊性防腐剂）、HASL（热风焊料流平）和 ENIG（无电解镍浸金）。

优势

无铅

OCB 是一种无铅工艺，因此比传统的 HASL 更环保。

费用

OSP 能以更低的成本处理 PCB 表面涂层。这是因为 PCB 表面处理时，浸泡和冲洗所需的材料更少。这也降低了废物处理成本。如果您已经在使用无铅焊膏（其体积比标准焊膏小）

扁平 PCB 表面处理

OSP 具有非常平整的 PCB 表面光洁度，这在处理公差较小的元件时非常有利。在这种情况下，HASL 表面的光滑度可能会造成问题，因为它更容易吸附空气中的碎屑和焊膏。

简单流程

OSP 提供简单的印刷电路板表面处理工艺，这使得保持和控制每块电路板的质量变得更加容易。如果您需要大批量生产或有非常严格的公差要求，这是一个优势。OSP 负责 PCB 表面处理，因为焊接掩模中的微小不一致都可能导致问题。

可修复

OSP 工艺是可修复的，这意味着如果你损坏了电路板上的表面处理。或者需要拆下电路板来修复焊接问题。有一种方法可以将其拆下并更换，而不必扔掉整个印刷电路板。

缺点

仅限于符合 RoHS 标准

OSP 仅适用于不含铅、镉和汞的材料。这意味着它不能与任何非 RoHS 元件或由其他类型金属制成的电路板一起使用。因此，OSP 不能在所有情况下同时替代 HASL 和 ENIG。

环境影响

尽管 OSP 是一种无铅工艺，但它需要使用溶剂，而溶剂本身对环境的影响是需要考虑的。清洗步骤还会产生废水。因此，如果需要大量使用，可能仍会担心其对环境的影响。

敏感

这意味着如果电路板位于温度较高的地区，可能需要返工。这可能意味着您的企业需要额外的成本和资源。

保质期短

OSP 是一种水性面漆，这意味着它的保质期有限。如果放在敞开的容器中，保质期一般只有两个月左右，而且随着时间的推移，暴露在潮湿环境中可能会被破坏。

优势

低成本

HASL 是一种低成本工艺，可以快速、轻松地完成。与其他 PCB 表面处理方法相比，这种方法所需的步骤较少，因此非常适合许多元件制造商所需的小批量应用，尤其是小批量生产。HASL 通常不含铅，这本身就是一种优势。

可修复

HASL 可为电路板的铜基提供最低限度的保护。但是，如果在 HASL 工艺完成后出现损坏，则可以快速、轻松地进行修复。

无铅

HASL 可提供符合 RoHS 指令的无铅版本。这意味着它可以用于所有类型的元件，包括由非 RoHS 材料或金属制成的元件，这与 OSP 选件不同。HASL 无铅产品不含铅、镉和汞。

简单流程

HASL 提供了一种简单的生产方法，是小批量或要求严格公差的理想选择。这种方法简单，易于控制质量水平，这意味着您不必担心不同电路板上焊料厚度的差异。

有多种表面处理可供选择

HASL 有几种不同的等级，每种等级都有自己的优点。纯锡/铅的熔点最低，为 269°C，但焊接后需要更多的清洁步骤来去除多余的材料。HASL 锡铜的熔点较高，为 227°C。这意味着分层的机会更少。含 ENIG 的 HASL 具有最高的焊接温度，是高可靠性应用的理想选择。

缺点

保质期短

由于长期暴露于潮湿环境中，HASL 在敞口容器中的保质期很短，约为六个月。在焊接过程的每个步骤之后，它对湿度尤其敏感。

环境影响

HASL 是一种铅基表面处理，这意味着它不符合所有环保标准，特别是那些基于 RoHS 合规性的标准，因为 HASL 在没有额外电镀工艺的情况下无法满足这些要求。如果客户不愿意承担潜在违规问题的风险，这可能会导致他们拒绝向您购买产品。

铅暴露

HASL 是一种铅基表面处理，这意味着它不符合所有环保标准，特别是那些基于 RoHS 合规性的标准，因为 HASL 在没有额外电镀工艺的情况下无法满足这些要求。如果客户不愿意承担潜在违规问题的风险，这可能会导致他们拒绝向您购买产品。

热冲击

在所有表面处理中，HASL 产生的热冲击最大，这意味着它更容易分层。工艺中使用的化学品组合在焊接过程中需要较高的温度，也会导致电路板发热，但可以用水或空气快速冷却。

润湿性差

HASL 的润湿性能较差，这意味着它不适合与铝或其他有色金属一起使用。这可能会增加设计的成本和复杂性，因为您需要考虑不同材料在焊接操作过程中的相互作用。

优势

平面

ENIG 可提供一定程度的平整度，有利于公差较小的元件。在这种情况下，光滑的电路板表面处理也有助于防止出现问题，因为在 HASL 电路板上很容易产生焊膏残留，斯坦福大学和麻省理工学院的实验已经证明了这一点。

持久性

在保护印刷电路板免受腐蚀方面，ENIG 与其他表面处理方法相比具有显著优势，因为金层极薄，无需返工或更换，不像传统的阳极氧化技术在大量使用后会出现磨损。随着时间的推移，ENIG 的性能也会随着镍层和金层之间附着力的增强而提高。
ENIG 的金层可增强元件的附着力，因此如果您使用的元件对热敏感或熔点较低，ENIG 就是理想之选。额外的焊料还有助于解决回流焊接过程中的热管理问题，因为与 HASL 相比，使用 ENIG 可以减少因加热时间过长而导致的翘曲。

无铅

ENIG 与无铅兼容，这意味着它可用于符合 RoHS 规范的项目。这可以帮助您避免额外成本。特别是当您的元件或电路板需要昂贵的返工才能符合环保法规时。

有利于 PTH

由于ENIG是一种厚而扁平的材料，可大量用于整个电路板，因此使通孔电镀工艺更具成本效益。

在储存期间保持可焊性

ENIG 的抗潮性意味着元件在使用前存放于潮湿环境中时，不易发生腐蚀或分层。这可以提高生产电路板的质量和一致性。这意味着您有更多时间专注于设计流程的其他方面。而不必担心因水渍造成的潜在代价高昂的错误。

缺点

易燃

如果印刷电路板设计不当，ENIG 可能会暴露出易燃层或释放有毒气体的层。因此，在使用印刷电路板之前，一定要请专业人员进行检查。

部件的结合力较弱

ENIG 的金层比其他电路板表面处理更薄。这意味着元件焊盘周围堆积的焊料更少。这就减少了回流焊接过程中的热管理问题。元件在焊接后更容易从电路板上脱落或松动。

需要专业安装

ENIG 是一种需要高级培训和专业知识才能正确使用的 PCB 表面处理剂。这意味着您无法自行安装 ENIG。如果您的 PCB 因质量问题而需要昂贵的返工，这可能会导致额外的成本。

需要特殊材料

ENIG 需要使用镀金镍，如果随着时间的推移出现磨损，更换成本会很高。此外，它还需要使用特殊的清洁剂，以保持电路板的耐腐蚀性。在焊接之后，这可能会增加生产过程中的一些额外成本。

可焊性

金属或合金与焊料形成牢固连接的能力。形成焊点的方法是，首先在两个金属表面连接的区域涂上一层薄薄的液态焊膏（助焊剂）。然后将极小块的焊料放在浆糊上。加热时，液态焊膏会融化，并在接合表面覆盖一层薄薄的熔融焊料。这层焊料可以流入任何一个表面或两个表面之间不规则的区域。

表面处理

材料的物理特性超越了其化学成分。例如，大多数金属都有特定的颜色，如银或金。因此，表面处理是决定金属物品外观的一个重要因素。

高可靠性，低成本

这是 PCB 表面处理的关键，因为它能在元件和 PCB 之间提供更好的连接。这正是电子设备所需要的。因为它比没有涂层或处理不当的电路板寿命更长，效果更好。