pcb喷锡的最佳方法：有铅喷锡与无铅喷锡该如何选择

pcb喷锡的最佳方法：有铅喷锡与无铅喷锡该如何选择这就要从PCB所使用的材料说起，PCB基材为覆铜层压板，覆铜层压板覆盖的是整片铜箔，经过开料、磨边、钻孔、导电膜、线路（刷光、印刷、对位、检验）、镀锡、蚀刻等工艺，去除多余的铜箔，留下来的铜箔就是PCB Layout版图中的走线和焊盘，再通过电镀工艺给过孔镀铜，即可完成多层导线的连接。 在这篇文章里，我们就来聊一聊PCB焊盘表面处理该如何选择的问题。 1、 为什么要对PCB焊盘做表面处理？

很多朋友在Swift PCB下单时都会碰到图一的选项，焊盘喷镀，即PCB焊盘表面处理，主要有：有铅喷锡、无铅喷锡、OSP（Organic Solderability Preservatives，有机保焊膜）、沉金等工艺。

图一

工艺方式都看得到，问题是该选哪一个？

在这篇文章里，我们就来聊一聊PCB焊盘表面处理该如何选择的问题。

1、 为什么要对PCB焊盘做表面处理？

这就要从PCB所使用的材料说起，PCB基材为覆铜层压板，覆铜层压板覆盖的是整片铜箔，经过开料、磨边、钻孔、导电膜、线路（刷光、印刷、对位、检验）、镀锡、蚀刻等工艺，去除多余的铜箔，留下来的铜箔就是PCB Layout版图中的走线和焊盘，再通过电镀工艺给过孔镀铜，即可完成多层导线的连接。

覆铜板

双面PCB三维模型

由于金属铜的化学性质比较活泼，在空气或有水份的环境中极易在表面形成氧化亚铜、氧化铜类的物质，严重影响外观和导电性，因此需要对裸露的铜箔（焊盘和过孔）进行抗氧化处理，因此所谓的焊盘表面处理即防止裸露铜箔氧化的处理；

其次，电路板加工出来后需要焊接元器件，因此在选择相应的表面处理工艺时，要充分考虑电路板的可焊性；

总结来说：PCB焊盘之所以需要做表面处理，一是防止裸露在空气中的铜箔氧化，二是提高电路板的可焊性。

PCB焊接

2、 热风整平/喷锡工艺

在所有的表面处理工艺中，热风整平/喷锡工艺因为其工艺相对简单，成本较为低廉，且可以提供 良好的可焊性涂覆层，因此广受用户青睐；

此工艺是在PCB表面涂覆融锡焊料并用加热压缩空气整（吹）平，焊料和铜在结合处形成铜锡金属间化合物，厚度约为2mil左右；

热风整平/喷锡工艺通常分为有铅喷锡和无铅喷锡两种。

3、 有铅喷锡

聊到这儿，必须要先说一说铅是个什么东西？

铅是一种金属化学元素，元素符号Pb，原子序数为82，原子量207.2，是原子量最大的非放射性元素；

金属铅是一种耐蚀的重有色金属材料，铅原本的颜色为青白色，在空气中表面很快被一层暗灰色的氧化物覆盖。铅具有熔点低、耐蚀性高、X射线和γ射线等不易穿透、塑性好等优点，常被加工成板材和管材，广泛用于化工、电缆、蓄电池和放射性防护等工业产品。

铅

上图一坨坨的丑八怪看起来并没什么特别的，那为什么要加入到锡中呢？

由于铅与锡有良好的互熔性、抗氧化、耐腐蚀、润滑性、易加工成形等特性，在锡中加入铅后，可以获得锡和铅都不具备的优良特性。因此，铅在焊料中起到很好的作用，主要表现为以下几点。

• 降低熔点，有利于焊接。232℃以下锡是不会熔化的，不达到327℃铅也不会熔化，但将锡和铅两种金属混合，当达到共晶合金的成份Sn63-bp37时，有铅锡膏共晶点的温度是183℃，就可以获得比这两种金属熔点都低的焊料，由于熔点低，所以操作时比较方便，而且不会损坏器件和PCB板；

• 改善机械性能，提高锡铅合金的抗氧强度和剪6强度。锡的抗拉强度约为1.5kg/mm2 铅约为1.4kg/mm2。如果将两种混合起来组成焊料，抗拉强度可达4～5kg/mm2左右。剪切强度也如此，锡约为2kg/mm2 铅约为1.4kg/mm2，两者组合成焊料后，约为3～3.5kg/mm2，焊接后这个值会变得更大。这样一来，机械特性就得到很大的改善；

• 降低表面张力和粘度，从而增大锡膏的流动情，有利于锡膏锡膏在被PCB焊盘上的润湿性；

• 抗氧化，铅是稳定的金属，不易氧化，使焊点抗氧化性能增加；

• 铅的润湿性，使有铅锡膏印刷时有一定的润滑作用；

• 锡中加入铅可以避免灰锡的影响。

• 避免产生晶须，随着金属铅的加入，含锡量在70%以下的各种铅锡焊料，都可以避免锡晶须的产生。

看起来锡和铅的混合很美好吧，将他们涂覆到PCB裸露的焊盘上，解决了铜箔的抗氧化问题，又增加了PCB与元器件的可焊性，牢固性，同时焊点还美观，对板材的要求低……

看到这儿很多朋友一定会觉得，太完美了，为什么还要无铅喷锡呢？有铅的日子多美好啊……

4、 铅对人体的影响

铅是一种对人体危害极大的有毒重金属，铅及其化合物进入机体后将对神经、造血、消化、肾脏、心血管和内分泌等多个系统造成危害，若含量过高则会引起铅中毒；

金属铅进入人体后，少部分会随着身体代谢排出体外，其余大量则会在体内沉积；

对于成年人，铅的入侵会破坏神经系统，消化系统，男性生殖系统且影响骨骼的造血功能，进而人出现头晕、乏力、眩晕、困倦、失眠、贫血、免疫力低下、腹痛、便秘、肢体酸痛、肌肉关节前、月经不调等症状。有的口中有金属味，动脉硬化、消化道溃疡和眼底出血等症状也与铅污染有关；

对于儿童，由于大脑正在发育，神经系统处于敏感期，在同样的铅环境下吸入量比成人高出好几倍，受害极为严重，因此小孩铅中毒则会出现发育迟缓、食欲不振、行走不便和便秘、失眠；还有的伴有多动、听觉障碍、注意不集中和智力低下等现象。严重者造成脑组织损伤，可能导致终身残废；

铅进入孕妇体内则会通过胎盘屏障，影响胎儿发育，造成畸形，流产或死胎等；

因此，在一些发达国家，对于一些物品的含铅量是有着明确的规定的，如在美国规定：儿童产品必须铅含量不得高于100PPM；颜料或其他表面涂层含铅量不得高于90PPM；皮革中含铅量不得高于300PPM；乙烯塑胶含铅量不得高于200PPM；其他材料中含铅量不得高于300PPM(水晶除外)等。

伴随着工业市场的迅速发展，铅被广泛应用到各行各业，铅对环境的污染越来越重，对人体的健康危害也越来越大。

铅对人体的危害

我们前文描述的如此美好的有铅喷锡，此刻您还愿意选择吗？

5、 RoHS标准对铅的要求

RoHS是由欧盟立法制定的一项强制性标准，它的全称是《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》(Restriction of Hazardous Substances)。主要用于规范电子电气产品的材料及工艺标准，使之更加有利于人体健康及环境保护。该标准的目的在于消除电器电子产品中的铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚共6项物质；

RoHS针对所有生产过程中以及原材料中可能含有上述六种有害物质的电气电子产品，主要包括： 白家电，如电冰箱，洗衣机，微波炉，空调，吸尘器，热水器等， 黑家电，如音频、视频产品，DVD，CD，电视接收机，IT产品，数码产品，通信产品等； 电动工具，电动电子玩具 ，医疗电气设备。

6种物质的最高限量指标是：

镉：0.01%（100ppm)

铅、汞、六价铬，多溴联苯，多溴二苯醚：0.1% (1000ppm)

RoHS标志

中国版本的RoHS——《电子信息产品污染控制管理办法》也已于2007年3月1日正式生效实施。

6、 无铅喷锡，才是我们的正确选择

未来中国制造要想走向世界，势必要做出符合RoHS标准的产品；

请拒绝会影响我们自身以及子孙后代的身体健康的工艺；

也许有人会问那为什么不停止生产有铅工艺的PCB，因为有些特殊场合需要，我们希望生产消费品的客户永远不要选择有铅工艺。