【无线射频工艺】-选择合适PCB表面处理以获得更长使用寿命

1/1选择合适PCB表面处理以获得更长使用寿命电路材料依靠优质的导体和介质材料将现代简单部件相互连接起来，以实现最佳性能。但是作为导体的这些PCB铜导体，无论直流还是毫米波（mmWave）的PCB板，都需要抗老化和氧化爱护。这种爱护可以通过电解和沉醉涂层的形式实现。它们通常能供应不同程度的可焊性，因此即使是与不断变小的部件焊接以及微型表面贴装（SMT）等，也能形成特别完整的焊接点。行业中有多种镀层和表面处理可以用在PCB铜导体上，了解每种镀层和表面处理的特征和相对成本，有助于我们做出合适的选择，从而实现PCB板的最高性能和最长使用寿命。

PCB最终表面处理的选择不是一个简洁的过程，需要考虑PCB的用途和工作条件。目前PCB正在向密集封装、间距小的高速PCB电路和更小、更薄、高频的PCB方向进展，这种进展趋势给很多PCB制造商带来了挑战。PCB电路的生产加工过程是通过材料制造商，例如罗杰斯公司，向PCB制造商供应的具有不同铜箔重量和厚度的层压板，然后PCB制造商将这些层压板加工成各种类型的PCB，以便在电子产品中使用。假如没有某些形式的表面爱护，那么电路上的导体会在贮存期间发生氧化。导体表面处理作为隔离导体与环境的一道屏障，不仅能够爱护PCB导体不被氧化，还能供应一个界面用于电路和元器件的焊接，包括集成电路（IC）的引线键合。

寻求合适的表面处理

合适的表面处理应有助于满意PCB电路的应用以及制造工艺。由于材料成本不同，表面处理所需的加工过程和类型不同，所以其成本也不同。一些表面处理能够具备高牢靠性，且使有密集走线的电路高度隔离，而另一些处理则可能在导体之间形成不必要的桥接。一些表面处理能够满意事和航空航天，例如温度、冲击和振动等要求，而另一些却不能保证这些应用所需的高牢靠性。下面列出了一些可以用于从直流电路到毫米波频段电路以及高速数字（HSD）电路的PCB表面处理：

▪化学镍金（ENIG）

▪化学镍钯金（ENEPIG）

▪热风整平（HASL）

▪化学沉银

▪化学沉锡

▪无铅喷锡（LFHASL）

▪有机保焊膜（OSP）

▪电解硬金

▪电解可键合软金

1、化学镍金（ENIG）

ENIG也称为化学镍金工艺，是广泛用于PCB板导体的表面处理。这是一种相对简洁的低成本工艺，通过在导体表面形成镍层再在镍层上形成一层薄薄的可焊金，即使在密集封装的电路上也可形成一个具有良好可焊性的平整表面。ENIG工艺虽然保证了电镀通孔（PTH）的完整性，但是也增加了高频下导体的损耗。该工艺具有较长的贮存期，符合RoHS标准，从电路制造商加工完成、到用于部件组装过程，以及最终产品，它均可以为PCB导体供应长期爱护，因此成为许多PCB研发人员选用的常用一种表面处理。

2、化学镍钯金（ENEPIG）

ENEPIG是对ENIG工艺的一种升级，在化学镍层和镀金层之间增加了一层薄薄的钯层。钯层爱护了镍层（镍层爱护铜导体），而金层同时爱护钯和镍。这种表面处理特别适合器件与PCB的引线键合，可以应对多次回流焊工艺。和ENIG一样，ENEPIG也符合RoHS标准。

3、化学沉银

化学沉银也是一种非电解的化学工艺，通过让PCB完全浸没到一种银离子溶液中，使银附着到铜表面。与ENIG相比，该工艺形成的镀层更全都、更匀称，但是缺少如ENIG中镍层供应的爱护和长久性。虽然它的表面处理工艺比ENIG更简洁，而且比ENIG更划算，但是它不适合在电路制造商那里长期储存。

4、化学沉锡

化学沉锡工艺通过一个包含多个步骤的过程在导体表面上形成一个薄锡镀层，包括清理、微蚀刻、酸性溶液预浸、沉醉非电解浸锡溶液和最终清理等。化锡处理可以为铜和导体供应良好爱护，有助于HSD电路的低损耗性能。圆满的是，由于随着时间推移，锡会对铜产生影响（即一种金属集中到另一种金属中，会降低电路导体的长期性能），所以化学沉锡不属于使用寿命最长的导体表面处理方式。与化学沉银一样，化学锡也是一种采纳无铅的、符合RoHS标准的工艺。

5、有机保焊膜（OSP）

有机保焊膜（OSP）是一种非金属爱护层，通过一种水性溶液完成涂覆。这种表面处理也符合RoHS标准。但是这种表面处理的贮存期不长，最好应用在电路和器件焊接到PCB上之前。最近，市场上已经消失了新型OSP膜，被认为能够为导体供应长期永久的爱护。

6、电解硬金

硬金处理是符合RoHS工艺流程的电解工艺，能够长时间的爱护PCB和铜导体不被氧化。然而，由于材料成本较高，所以也是最贵的表面镀层之一。而且它的可焊性较差，可键合软金处理的可焊性也较差，它符合RoHS标准，可以供应一个良好表面用于器件与PCB的引线键合。

PCB表面处理的选择涉及许多因素，包括应用的要求和期望的使用条件。从这些选项中做出合适的选择并不简单，电路材料供应商罗杰斯公司（rogerscorp）和电路制造商的建议能够关心我们简化这个选择过程。对