PCB 表面镀层工艺种类及特性
在电子制造领域,印制电路板表面镀层工艺对产品性能至关重要,它不仅能防止铜层氧化,还能保障良好的可焊性与电气连接稳定性。目前主流工艺包括热风整平、有机涂覆、化学镀镍 / 浸金、浸银、浸锡、电镀镍金等,各类工艺特点不同,适用场景也存在差异。
热风整平是传统工艺之一,通过将 PCB 浸入熔融焊料,再用加热压缩空气吹平表面,形成抗氧化且可焊的涂层。其优势是可焊性好,焊料与铜结合处能形成金属间化合物,但存在焊料厚度和焊盘平整度难控制的问题,难以适配窄间距元件。该工艺分为垂直式与水平式,水平式因镀层均匀、可自动化生产,应用更广泛,流程主要包括微蚀、预热、涂覆助焊剂、喷锡和清洗,无铅版本则用非铅合金替代传统锡铅焊料。
有机涂覆以低成本、简单工艺成为常用选择,通过在铜面形成有机阻隔层隔绝空气。早期依赖咪唑、苯并三唑类分子防锈,现以苯并咪唑为主,能通过化学键与铜结合。为应对多次回流焊,需在化学槽中添加铜液,让有机分子多次集结形成多层涂层,最新工艺可满足无铅焊接需求。其流程为脱脂、微蚀、酸洗、纯水清洗、有机涂覆和清洗,过程控制难度较低。
化学镀镍 / 浸金流程复杂,需经过酸性清洁、微蚀、预浸、活化、化学镀镍、化学浸金等步骤,涉及近百种化学品,控制难度大。镍层厚度需≥3μm,起隔离与助焊作用;金层厚度需≤1μm,避免 “金脆” 问题。不过,该工艺易出现 “黑焊盘”,多因镍金镀层不致密、镍层磷含量异常、镀后清洗不彻底或焊接时金层扩散导致镍层氧化,当镍层磷含量在 7%-10% 时,质量更稳定。
浸银工艺介于有机涂覆与化学镀镍 / 浸金之间,工艺快速简单,能提供优良电性能,可焊性和储存性较好,但物理强度欠佳,且需添加有机物防止银腐蚀与迁移。浸锡工艺因锡层适配各类焊料前景广阔,通过添加有机添加剂,可形成颗粒状锡层,解决锡须问题,兼具热稳定性与可焊性,还能避免金属间扩散,但存储时间短,组装需按浸锡顺序进行。
电镀镍金是 PCB 表面处理的 “鼻祖” 工艺,先镀镍防金铜扩散,再镀金,分软金和硬金两类。为降低成本,常采用选择性电镀减少金的用量,不过电镀金焊接易变脆,需避免在电镀金表面焊接。
此外,化学镀钯等工艺应用较少,其过程与化学镀镍相似,借助还原剂使钯离子还原,可获得任意厚度镀层,具备良好焊接可靠性、热稳定性与表面平整性,在特定高精度场景中有一定应用价值。


