28.PCB设计---表面处理方式（一）-凡亿课堂

一个学习信号完整性仿真的layout工程师

一个layout工程可能不仅仅是画板子连线，要了解硬件原理知识、PCB板厂知识，还有就是器件焊接问题，可能这其中的每一点拉出来就是一个单独的领域。因为我们做的是交付任务，所以各个领域都要确认OK，才能投板。在我们投板时要交给板厂gerber文件和制版文件说明。其中的制版文件说明就包括PCB表面处理工艺、层叠厚度、Tg和阻抗要求等等。简单和大家介绍下其中的一条PCB 的表面处理工艺。

为什么会有这个工艺呢，PCB表面处理最基本的目的是保证良好的焊接性能和电气连接性能。因为铜在空气中很容易被氧化，而被氧化的铜对焊接有很大的影响，如果铜层被氧化则很容易造成虚焊等焊接不良现象，虽然可以采用一些助焊剂除去大多数铜的氧化物，但助焊剂本身的残留也会给产品带来一定的腐蚀。所以出现了表面处理工艺，在生产好的PCB焊盘上添加一道工序，敷上一层保护层，涂（镀）覆的物质目前有两类，一类是金属，一类是有机物。

第一种：有机可焊性保护涂层（Organic Solderability Preservatives），也就是我们常说的OSP。它是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜，这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不被氧化等。OSP工艺的不足之处是所形成的保护膜极薄，易于划伤破，在拿放时要小心操作。同时，经过多次高温焊接过程的OSP膜会发生变色或裂缝，PCB 表面有机涂料也会变薄，影响可焊性和可靠性。若长时间暴露在高温高湿环境下，PCB 表面将发生氧化，可焊性也会变差。OSP不适合压接技术，也不适合返修且存储条件要求较高的场所。但是因为OSP的制程简单，成本较低，表面非常平整，所以应用也较多。对于没有表面连接功能性要求或储存期限定的应用场合，OSP是最理想的表面处理工艺。

第二种：热风整平（Hot Air Solder Leveling），简称为HASL，它的工作原理是利用热风将印制电路板表面及孔内多余焊料去掉，剩余焊料均匀覆在焊盘及无阻焊料线条及表面封装点上。这样焊料涂层一致性好，可焊性优良。延长了印制板的贮存和使用时间，提高了整机电子产品的可靠性。热风整平的缺点是焊料涂层中，铅是重金属元素，对人体有害，污染环境。其次热风整平的热冲击大，容易使印制板板材变形、起翘，不适合用来焊接细间隙的引脚及过小的元器件，因为喷锡板的表面平整度较差，且在后续组装过程中容易产生锡珠，对细间隙引脚元器件较易造成短路。优点是价格较低，焊接性能佳，可以用于前期的测试版和小批量验证使用。