PCB的制造過程中，表面處理工藝不僅關乎PCB的可焊性、耐腐蝕性，還對其電氣性能和長期可靠性有著深遠影響。在電子技術的飛速發展下，PCB表面處理工藝也在不斷演進，以適應更高的性能要求和環保標準。接下來，深入探討PCB表面處理工藝有哪些。

熱風整平

熱風整平，又稱熱風焊料整平，俗稱噴錫。這一工藝是在PCB表面涂覆熔融的錫鉛焊料——在環保要求下，如今更多使用無鉛焊料，然后利用加熱壓縮空氣將焊料整平，從而形成一層既能有效抵抗銅氧化，又能提供優良可焊性的涂覆層。在熱風整平時，焊料與銅相互作用，在結合處生成銅錫金屬化合物，其厚度大致在1-2mil。

該工藝分為垂直式和水平式。水平式因鍍層更為均勻，且能實現自動化生產，而被普遍認為更具優勢。其一般流程包括微蝕、預熱、涂覆助焊劑、噴錫、清洗等步驟。熱風整平工藝成熟，貨源充足，成本相對較低，且具有良好的可焊性，適用于無鉛焊接，是業內廣泛應用的表面處理方法之一。然而，它的表面不夠平整，在焊接細間距元件時存在困難，并且含鉛的HASL還面臨環保問題。

有機涂覆

有機涂覆是在潔凈的裸銅表面，通過化學方法生長出一層有機皮膜。這層皮膜猶如一位忠誠的衛士，具備防氧化、耐熱沖擊和耐濕性，能有效保護銅表面在常態環境中免受氧化或硫化等侵蝕。同時，在后續的焊接高溫環境下，它又能迅速被助焊劑清除，為焊接工作“讓路”。

有機涂覆工藝憑借其流程簡單、成本低廉的顯著優勢，在業界得以廣泛使用。早期的有機涂覆分子多為起防銹作用的咪唑和苯并三唑，如今新的分子主要是苯并咪唑。為確保能夠承受多次回流焊，銅面上需要形成多層有機涂覆層，這就需要在化學槽中添加銅液。先涂覆第一層，該層吸附銅，接著第二層有機涂覆分子與銅結合，如此層層堆疊，直至形成二十甚至上百次有機涂覆分子集結的結構。不過，OSP涂層的耐腐蝕性相對較弱，在保存和使用時需要特別留意條件。

化學鍍鎳/浸金

化學鍍鎳/浸金工藝是在銅面上精心包裹一層厚實且電性能出色的鎳金合金，宛如給PCB穿上了一層堅固的“鎧甲”，能夠長期為PCB提供可靠保護。與OSP僅作為單純的防銹阻隔層不同，化學鍍鎳/浸金能夠在PCB長期使用過程中，始終維持良好的電性能，并且對環境變化具有更強的忍耐性。

之所以要鍍鎳，是因為金和銅之間會發生相互擴散現象，而鎳層能夠像一道堅固的屏障，有效阻止這種擴散。倘若沒有鎳層的阻隔，金可能在短短數小時內就擴散到銅中。此外，化學鍍鎳/浸金還有諸多益處，例如鎳的強度較高，僅僅5um厚度的鎳就能在高溫下對Z方向的膨脹起到有效控制作用，同時還能阻止銅的溶解，這對于無鉛焊接來說尤為有利。該工藝的一般流程包括脫酸洗清潔、微蝕、預浸、活化、化學鍍鎳、化學浸金等步驟，過程中涉及6個化學槽以及近百種化學品，工藝較為復雜。

浸銀

浸銀工藝處于OSP和化學鍍鎳/浸金之間，其工藝相對簡單且快速。浸銀實際上是通過置換反應，在PCB表面形成幾乎是亞微米級的純銀涂覆層。有時在浸銀過程中會添加一些有機物，主要目的是防止銀腐蝕以及消除銀遷移問題，不過這一薄層有機物通常很難精確量測，分析顯示其重量占比少于1%。

即便暴露在熱、濕和污染等復雜環境中，浸銀工藝形成的銀層仍能展現出良好的電性能和可焊性，但其光澤會有所減退。由于銀層下面沒有鎳層，所以浸銀在物理強度方面不如化學鍍鎳/浸金。

浸錫

鑒于目前所有焊料都以錫為基礎，錫層能夠與任何類型的焊料完美匹配，從這一角度來看，浸錫工藝具有廣闊的發展前景。但在過去，經過浸錫工藝處理的PCB容易出現錫須問題，在焊接過程中，錫須和錫遷移現象會給可靠性帶來嚴重挑戰，這在很大程度上限制了浸錫工藝的應用。后來，通過在浸錫溶液中添加有機添加劑，成功使錫層結構轉變為顆粒狀，有效克服了上述難題，并且還賦予了浸錫工藝良好的熱穩定性和可焊性。

浸錫工藝能夠形成平坦的銅錫金屬間化合物，這一特性使得浸錫在可焊性方面與熱風整平相媲美，同時又不存在熱風整平令人困擾的平坦性問題，也沒有化學鍍鎳/浸金中金屬間擴散的隱患。然而，浸錫板的存儲時間有限，放置過久其表面會形成氧化錫，從而影響焊接效果，因此在組裝時必須嚴格按照浸錫的先后順序進行操作。

其他表面處理工藝

電鍍鎳金

電鍍鎳金堪稱PCB表面處理工藝的“元老”，自PCB誕生之初便已存在，并逐步衍生出其他工藝。該工藝是在PCB表面導體先電鍍一層鎳，然后再電鍍一層金，其中鍍鎳的主要作用是防止金和銅之間發生擴散。如今的電鍍鎳金主要分為兩類：一類是鍍軟金，主要用于芯片封裝時打金線；另一類是鍍硬金，主要應用于非焊接處的電性互連，比如金手指。需要注意的是，正常情況下，焊接操作可能會導致電鍍金變脆，進而縮短使用壽命，所以應盡量避免在電鍍金上進行焊接；而化學鍍鎳/浸金由于金層很薄且均勻，出現變脆現象的概率相對較低。

化學鍍鈀

化學鍍鈀的過程與化學鍍鎳頗為相似。主要原理是借助還原劑，如次磷酸二氫鈉，使鈀離子在具有催化活性的表面還原成鈀，新生成的鈀又可作為推動反應持續進行的催化劑，從而能夠獲得任意厚度的鍍鈀層。化學鍍鈀具有焊接可靠性高、熱穩定性好、表面平整度佳等優點。但鈀屬于較為稀有的貴金屬，這導致該工藝成本相對較高。

綜上所述，PCB表面處理工藝豐富多樣，每種工藝都有其獨特的優缺點和適用場景。在實際選擇時，需要綜合考慮應用需求、成本預算、環保要求以及生產條件等多方面因素。