引言
PCB设计师面临的最大挑战之一是不了解PCB制造过程中的成本驱动因素。本专栏系列文章从PCB制造商的角度讨论这些成本驱动因素以及影响产品可靠性的设计决策，本文为最新一篇。
表面涂层
表面涂层为元件组装商提供了用于焊接、引线键合或将元件焊盘或引线连接到PCB的焊盘、孔或指定区域的表面。表面涂层的另一个用途是使连接器、按键或开关具有可预料的接触电阻和生命周期。表面涂层的主要目的是与PCB表面形成电气和热连通性。
目前，PCB行业有多种表面涂层，包括：
- ENIG（化学镀镍浸金）
- ENIPIG（化学镀镍浸钯金）
- ENEPIG（化学镀镍钯浸金）
- ImmAg（浸银）
- ImmSn（浸锡）
- 氨基磺酸镍、氨基磺酸硬金或氨基磺酸软金（电解镍、电解金）
- HASL（热风焊料整平）
- SnPb（63锡、37铅）
- LF（无铅）
- OSP（有机保焊膜）
表面涂层主要由应用决定，因此在选择表面涂层的决策中，应考虑许多因素：
- 含铅或无铅（LF）工艺
- 保质期
- 平整度
- 引线或焊料球间距
- 导线可键合性
- 引线插入
- 焊点完整性
- 耐腐蚀性
- 潜在问题
- 成本
无铅涂层符合RoHS要求（涂层中Pb、Hg或Cd的质量分数小于0.1%），锡HASL、铅HASL除外。符合RoHS的涂层包括：
- ENIG
- ENIPIG
- ENEPIG
- 浸银
- 浸锡
- 电解镍、电解金
- 无铅HASL
- OSP
无铅PCB要求不能使用标准HASL表面涂层。关于长期表面涂层的问题是行业讨论热点。目前，浸银和OSP是指定最多的，浸锡是压合背板的常用表面涂层。可联系PCB制造商，了解行业规范的最新信息。
表面涂层ENIG
ENIG是两层金属涂层，按照IPC-4552要求，先化学镀厚度为3~6µm的镍，然后浸厚度为0.05~0.12µm的金，标称焊盘尺寸为1.5mmx1.5mm。
ENIG通常用于平整表面、精细间距器件。ENIG的优点是保质期长，耐严苛环境，接触电阻低。该工艺先化学镀一层薄镍涂层，再覆盖一层薄金层。金提供了非常好的可焊表面，当元件焊接到焊盘上时，金扩散到焊点中。金层非常薄，因此不会降低焊点强度。此工艺通常不用于高可靠性、长寿命或高振动应用。
ENIPIG
ENIPIG是一种3层金属涂层，按照IPC-4556要求，先化学镀厚度为3~6µm的镍，然后浸厚度为0.05~0.30µm的钯，接着再浸厚度为0.05~0.12µm的金，标称焊盘尺寸为1.5mmx1.5mm。
ENIPIG通常用于平整表面、精细间距器件。ENIPIG的优点是保质期长，耐严苛环境，接触电阻低，用SAC焊料形成的焊点良好。
金线键合
- 成本高
- 不能返工
- 射频损失较大（磷镍）
- 锡中钯、铅中钯与铅的金属间化合物键合不理想
了解PCB制造中的成本驱动因素，以及设计师和制造商尽早合作是使设计具备成本效益的关键因素。遵循制造商的DFM指南是首要条件。
更多内容可点击这里查看，文章发表于《PCB007中国线上杂志》22年1月号，更多精彩原创内容，欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。
