PCB 表面處理怎麼選:噴錫、化錫、化銀、OSP、ENIG 比較,從組裝條件、存放到進料檢查的 5 個階段
PCB(印刷電路板)的表面處理,是蓋在裸銅焊墊上的一層保護,讓銅在組裝之前不氧化、焊得上;沒有一種處理樣樣都好,要先寫下您的組裝條件(細間距、過幾次爐、壓接、打線、多久才組裝),再從噴錫、化錫、化銀、OSP、ENIG 這幾種裡挑,之後把存放、拿取與進料檢查一起約好。 本文談的是組裝廠與設計端在下單前怎麼選表面處理;金手指的硬金與軟金、OSP 與 ENIG 的焊點強度比較,另有專文,不在範圍內。分成 5 個階段:
- 階段①|先寫下組裝條件: 細間距與 BGA、過爐次數、通孔與壓接、打線、存放多久。
- 階段②|認識五種常見處理: 每一種是什麼、公開資料寫的長處與限制。
- 階段③|照條件對: 平整度、多次過爐、壓接、打線、電測與外露。
- 階段④|存放與拿取: 存放期限各說各的、拿取與開封後的時限。
- 階段⑤|進料檢查與吃錫異常: 厚度量不量得到、黑墊、錫鬚,焊不上時先回頭看什麼。
本文從「要開 PCB 規格、表面處理那一欄還沒填」開始講;板子過了期限要不要烤,見嘉鴻已上線的〈PCB 烘烤:過期電路板要不要烤?4 步判斷流程〉。下面每個階段寫:怎麼做、公開資料怎麼說,有對應時再寫嘉鴻能幫的;來源、例外與整理放在文末的「備註」。此為一般情況,仍需視個案而定。
階段①:先寫下組裝條件,再談選哪一種
怎麼做:
- 把這塊板子的組裝條件寫成一張表:有沒有細間距零件或 BGA(Ball Grid Array,球柵陣列)、要過幾次回焊、有沒有通孔要過波焊、有沒有壓接(Press-fit)的連接器、有沒有打線、有沒有按鍵或插拔的接觸面、成品會不會有銅外露(這張表是本文的整理)。
- 再寫下時間:板子做好到上線組裝要隔多久、會不會分批組裝、會不會在不同廠組裝(本文的整理)。
- 法規與無鉛:成品要不要符合限制鉛的法規;要的話,確認表面處理本身不含鉛(含鉛噴錫就含鉛),而且您用的無鉛焊料潤濕得了。
- 接著才比成本:成本只在其他條件都對得上的幾種之間比(本文的整理)。
公開資料怎麼說: 一家電子製造服務商的部落格文章(頁面上的日期是 2023 年 12 月 27 日;網頁中繼資料標示 2025 年 6 月修改)列出選表面處理要看的幾件事:吃錫好不好、存放多久還焊得上、經不經得起反覆加熱與冷卻、耐不耐拿取與插拔的磨耗、成本,以及無鉛焊料能不能潤濕、法規(例如 RoHS)(備註表 1)。
階段②:認識五種常見的表面處理
怎麼做:
- 噴錫(HASL,熱風整平): 板子浸入熔融的焊錫,再用熱風刀把表面整平;無鉛噴錫用錫銅、錫鎳或錫銅鎳的焊料,取代錫鉛。
- 化錫(浸錫,Immersion Tin): 用化學沉積的方式,在銅上鍍一層錫。
- 化銀(浸銀,Immersion Silver): 用浸鍍的方式,在銅上鍍一層銀,表面很平。
- OSP(有機保焊膜): 一層薄的有機塗層,用浸泡或噴塗上去,只附著在銅上,保護銅到焊接為止。
- ENIG(化鎳浸金): 先化學鍍一層鎳,再浸一層薄金,金保護鎳不氧化;鎳、鈀、金依序鍍上的叫 ENEPIG。
公開資料怎麼說: 前面那篇電子製造服務商的文章寫到:表面處理是為了保護銅不氧化、不受環境汙染,並幫助組裝時的焊接;噴錫是把板子浸入液態焊錫,再用熱風刀整平,無鉛噴錫用錫銅、錫鎳或錫銅鎳取代錫鉛;化錫用化學沉積;化銀的浸鍍讓表面很平;OSP 是一層薄的有機塗層,用浸泡或噴塗的自動化製程上;ENIG 是鎳層上蓋一層薄金;ENEPIG 依序鍍鎳、鈀、金。一家 PCB 業者的技術文章(沒有標日期)逐項列了長處與限制:噴錫是成本低、容易買到、可重工、存放期限很好,但表面不平、不利細間距、含鉛版本含鉛、有熱衝擊、焊錫橋接、通孔可能被塞住或變小(無鉛噴錫一樣無法做到完全平整);化錫表面平、無鉛、可重工,是壓接插針的首選,但容易因拿取受損、製程用到致癌物(硫脲)、組裝後外露的錫可能腐蝕、有錫鬚、不利多次回焊或多次組裝、厚度不好量;化銀比噴錫均勻、比 ENIG 便宜、存放期限與噴錫相當,但板子從存放處取出後要在當天焊完、拿取不當容易變色,而且底下沒有鎳層,不如 ENIG 耐用;OSP 表面平、無鉛、製程簡單、可重工、划算,但沒有方法量厚度、不利通孔、存放期限短、可能造成線上電測(ICT)的問題、組裝後銅會外露、對拿取敏感;ENIG 表面平、無鉛、有利通孔、存放期限長,但貴、不能重工、有黑墊(黑鎳)、會受電測損傷、高頻信號會有損耗、製程複雜;ENEPIG 表面極平、可多次組裝、可打線、沒有黑墊的風險,存放期限 12 個月以上,但仍然較貴、重工有限制。一份網路百科的 ENIG 條目寫到:ENIG 是化學鍍鎳上蓋一層薄金,金保護鎳不氧化;表面很平(對 BGA 很重要)、抗氧化好;比噴錫貴、步驟多;早期的製程與銅的附著差、吃錫也比噴錫差;可能形成含鎳與磷、不導電的一層,叫黑墊;品質由 IPC-4552A 規範。同一個網路百科的 OSP 條目寫到:OSP 用水性的有機化合物,選擇性地附著在銅上,保護銅到焊接為止;製程複雜,塗料的成分與品質要嚴格管控(備註表 2)。
嘉鴻能幫的:
- 嘉鴻已上線的〈PCB 烘烤:過期電路板要不要烤?4 步判斷流程〉表 1,依表面處理整理了能不能烘烤與保存期限的參考,可以對照著看。
階段③:照組裝條件對,先刪掉對不上的
怎麼做:
- 有細間距零件或 BGA: 噴錫的表面不平,先放在後面考慮;化錫、化銀、OSP、ENIG 的表面都較平。
- 要過多次回焊或多次組裝: 化錫被列為不利多次回焊;ENEPIG 被列為可多次組裝。
- 有通孔要過波焊: OSP 被列為不利通孔;ENIG 被列為有利通孔;噴錫的通孔可能被塞住或變小。
- 有壓接的連接器: 化錫被列為壓接插針的首選。
- 要打線: ENEPIG 被列為可打線;ENIG 與化銀,有來源寫可以打線,請以打線方式(金線或鋁線)再確認。
- 線上電測、外露與高頻: OSP 可能造成線上電測的問題,組裝後銅會外露;化錫外露的錫可能腐蝕;ENIG 在高頻有信號損耗。這幾項對到您板子的,再往下刪。
- 剩下兩三種,再比存放期限(階段④)與成本(本文的整理)。
公開資料怎麼說: 前面那篇 PCB 業者的技術文章,就是上面這些「被列為」的出處;它的結論寫到:產品要符合 RoHS 時,可能考慮無鉛噴錫,但只限沒有細間距零件的設計,因為無鉛噴錫無法做到完全平整。前面那篇電子製造服務商的文章寫到:噴錫不平的表面,可能讓小於 0805 尺寸的小零件或細間距 BGA 出問題,高密度板也有焊墊之間橋接的風險;高密度、更細間距的板子,浸鍍類的處理可能是較好的選擇,雖然成本稍高;ENIG 用在細間距零件、BGA 與小型晶片封裝,也可以打線;化銀與化錫也用在細間距零件與 BGA;ENEPIG 也可以打線。一家電路板廠的表面處理頁(沒有標日期)用一張表列出:錫膏印刷的細間距,ENIG、化銀、化錫、OSP 是「極佳」,無鉛噴錫與含鉛噴錫是「良好」;可以鋁線打線的是 ENIG 與化銀;成本由低到高大致是 OSP 在低端、噴錫低、化銀與化錫中等、ENIG 高(備註表 3)。
嘉鴻能幫的:
- 錫膏與錫絲:商品頁寫有無鉛的 SAC305 錫膏(無鹵素)與各規格錫絲。錫膏怎麼用小批試產一步步驗證,見〈錫膏怎麼挑:手上有幾款候選,從資料表到小批試產的 5 個驗證階段〉。
- 箱式真空電漿清洗機:商品頁寫用在 PCB/FPC 的孔內鑽污與表面清潔,以及半導體封裝的打線前處理;射頻功率 0 到 600 W、13.56 MHz。
階段④:存放與拿取,存放期限各說各的
怎麼做:
- 存放期限要寫進採購規格,並以您的電路板廠承諾的為準:公開資料寫的數字彼此有出入(見下面),不能拿一個數字套所有廠(本文的整理)。
- 存放環境要記錄:溫度與濕度量起來、留紀錄,才知道板子放在什麼條件下(本文的整理)。
- 化銀:取出後當天焊完;拿取不當容易變色,要有保護包裝。
- OSP、化錫:對拿取敏感,容易因拿取受損。
- 分批組裝的板子,先算好末批組裝時,是否還在存放期限內(本文的整理)。
公開資料怎麼說: 前面那家電路板廠的表面處理頁,表上寫估計的存放期限(以 15 到 28 °C 計):ENIG 12 個月、化銀 6 個月、化錫 6 個月、OSP 3 到 6 個月、無鉛噴錫與含鉛噴錫各 12 個月。前面那篇電子製造服務商的文章,表上寫:噴錫「中等」、ENIG「長(以年計)」、ENEPIG 12 個月以上、化銀 6 到 12 個月、化錫 30 天(文中寫鍍好後 30 天內組裝)、OSP 3 到 6 個月;並寫化銀暴露在空氣中常會變色,要保護包裝、拆封後一天內焊完,避免用可剝膠;OSP 的厚度在 0.05 到 0.2 µm 的範圍,要小心拿取以免損傷塗層。前面那篇 PCB 業者的技術文章寫到:化銀從存放處取出後要在當天焊完、拿取不當容易變色;OSP 存放期限短、對拿取敏感;化錫容易因拿取受損(備註表 4)。
嘉鴻能幫的:
- 溫濕度記錄器:商品頁寫溫度 ±0.3 °C(10 到 40 °C)、濕度 ±2.5%RH(30 到 80%RH、25 °C),量程 −25 到 70 °C、0 到 99%RH,可記 8,000 筆×2 通道,取樣間隔 1 秒到 60 分,可用 Wi-Fi 傳輸。
- 溫濕度檢測器:商品頁寫壁掛式、LCD 同時顯示溫度與濕度,濕度 0 到 100%RH(非冷凝)、精度 ±2% 或 ±3%,輸出 4 到 20 mA 或 0 到 10 V;溫度範圍依型號(頁面寫常見 0 到 50 °C)。
- 智能程式烤箱:商品頁寫可充氮、可設定多段升降溫曲線,用途列電子元件的烘焙預熱與去濕預烤。
- 嘉鴻已上線的〈PCB 烘烤:過期電路板要不要烤?4 步判斷流程〉寫到,化錫、化銀、OSP 不建議一般烘烤,噴錫與 ENIG 則有板廠文件寫可以烤。
階段⑤:進料檢查與吃錫異常,先回頭看表面處理
怎麼做:
- 進料時先確認:表面處理的種類與規格書寫的一樣、還在存放期限內、包裝沒有破(本文的整理)。
- 厚度:OSP 沒有方法量厚度、化錫的厚度不好量;這兩種要靠電路板廠的製程管控與出貨資料,進料時能做的多半是看外觀與試焊(本文的整理)。
- ENIG:留意黑墊;它是鎳與磷形成的不導電層。
- 化錫:留意錫鬚;錫鬚是會從錫表面長出來的導電細絲,可能造成短路。
- 吃錫不良時,先回頭查:是不是超過存放期限、化銀有沒有變色、OSP 有沒有拿取損傷、化錫是不是已經過了好幾次爐,再去查錫膏與回焊曲線(本文的整理)。
公開資料怎麼說: 前面那篇 PCB 業者的技術文章寫到:OSP 沒有方法量厚度,化錫的厚度不好量,ENIG 有黑墊(黑鎳),化錫有錫鬚。前面那份網路百科的 ENIG 條目寫到:可能形成含鎳與磷、不導電的一層,叫黑墊。美國太空總署 NEPP 網站的錫鬚說明頁(2019 年 1 月 17 日更新)寫到:錫鬚是有時會從錫表面長出來、會導電的錫晶體;哪些電鍍容易長錫鬚,業界仍有很大的爭論,多數文獻認為純錫電鍍面(特別是電鍍時加了光澤劑的)容易長,錫鉛電鍍也有長錫鬚的報告;在低電壓、高阻抗的電路,錫鬚可能造成穩定的短路,在高電流高電壓的環境,還可能引發金屬蒸氣電弧;降低風險的做法包括避免用純錫電鍍的零件、用錫鉛焊料把電鍍面沾錫或重新電鍍,以及三防漆或發泡材封裝;該頁談的是零件與鍍層,沒有專門談電路板的化錫(備註表 4)。
嘉鴻能幫的:
- 受潮的板子過爐可能分層、爆板,與表面處理是兩件事;嘉鴻已上線的〈爆米花效應(Popcorn Effect)是什麼:IC 與電路板受潮,過回焊爐為什麼會爆開〉講受潮的電路板進回焊爐會發生什麼,可以一起排查。
延伸閱讀
想把相關的製程環節一起看完,可以接著讀這幾篇:
- 〈PCB 烘烤:過期電路板要不要烤?4 步判斷流程〉:過了保存期限的板子,從包裝、濕度卡、表面處理到期限,4 步判斷要不要烤
- 〈爆米花效應(Popcorn Effect)是什麼:IC 與電路板受潮,過回焊爐為什麼會爆開〉:受潮的 IC 與電路板,進回焊爐為什麼會爆開
- 〈錫膏怎麼挑:手上有幾款候選,從資料表到小批試產的 5 個驗證階段〉:手上有幾款錫膏候選時,怎麼從資料表到小批試產一步步驗證
常見問題
Q1:PCB 表面處理有哪幾種?
常見五種:噴錫(HASL,熱風整平)、化錫(浸錫)、化銀(浸銀)、OSP(有機保焊膜)、ENIG(化鎳浸金);另有鎳、鈀、金依序鍍上的 ENEPIG。它們都是蓋在裸銅焊墊上的保護層,讓銅在組裝前不氧化、焊得上。
Q2:有細間距零件或 BGA,選哪種表面處理?
先把噴錫放後面,因為噴錫的表面不平;化錫、化銀、OSP、ENIG 的表面都較平。再看其他條件刪:要過多次回焊,化錫不利;有通孔要過波焊,OSP 不利;有壓接連接器,化錫被列為首選;要打線,ENEPIG 可以。
Q3:OSP 和 ENIG 差在哪?
OSP 是一層薄的有機塗層,只附著在銅上,便宜但對拿取敏感、存放期限短,組裝後銅會外露,也可能造成線上電測的問題;ENIG 是先鍍鎳再浸薄金,表面平、有利通孔,但要留意黑墊(鎳與磷形成的不導電層),高頻有信號損耗。
Q4:PCB 表面處理的存放期限多久?
以您的電路板廠承諾的為準,公開資料寫的數字彼此有出入,不能拿一個數字套所有廠。化銀取出後要當天焊完,OSP、化錫對拿取敏感;分批組裝時,要先算末批組裝時是否還在期限內。
備註:來源與例外
以下給需要核對的人看,不看也不影響上面的做法。您的產品規範、電路板廠的書面規格與相關標準,和本文不同時,以它們為準。
各階段的出處
| 來源 | 用在哪裡與出處 |
|---|---|
| 來源 1 | 階段②至⑤:五種處理與 ENEPIG 的長處與限制;一家 PCB 業者的技術文章(廠商資料,沒有標日期) |
| 來源 2 | 階段②、⑤:ENIG 的構造、平整度、黑墊、IPC-4552A;網路百科的 ENIG 條目(多人編輯,會變動) |
| 來源 3 | 階段②:OSP 是什麼;網路百科的 OSP 條目(多人編輯,會變動;內容很短) |
| 來源 4 | 階段③、④:細間距、鋁線打線、成本、存放期限的對照表;一家電路板廠的表面處理頁(廠商資料,沒有標日期) |
| 來源 5 | 階段①至④:選擇要看的幾件事、各處理怎麼做、細間距、存放期限、OSP 厚度;一家電子製造服務商的部落格文章(廠商資料,頁面上的日期是 2023 年 12 月 27 日;網頁中繼資料標示 2025 年 6 月修改) |
| 來源 6 | 階段⑤:錫鬚是什麼、哪些鍍層容易長;美國太空總署 NEPP 網站的錫鬚說明頁(2019 年 1 月 17 日更新;談零件與鍍層,不是專談電路板) |
| 嘉鴻資料 | 「嘉鴻能幫的」與延伸閱讀;嘉鴻商品頁與已上線文章 |
表 1|選表面處理要看的幾件事(來源 5)
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 吃錫 | 組裝時焊錫潤濕得好不好 |
| 存放期限 | 存放多久,在氧化之前還焊得上 |
| 反覆加熱 | 經不經得起反覆加熱與冷卻而不裂 |
| 耐磨 | 經不經得起拿取、組裝與連接器插拔 |
| 價格(規格表列名) | 在預算與需要的性能之間取捨 |
| 無鉛與法規 | 無鉛焊料能不能潤濕;是否符合 RoHS 等法規 |
表 2|五種處理與 ENEPIG:公開資料寫的長處與限制(來源 1,ENIG 另加來源 2)
| 處理 | 長處 | 限制 |
|---|---|---|
| 噴錫 | 成本低、容易買到、可重工、存放期限很好 | 表面不平、不利細間距、含鉛版本含鉛、熱衝擊、橋接、通孔可能被塞住或變小 |
| 化錫 | 表面平、無鉛、可重工、壓接插針的首選 | 拿取容易受損、製程用到致癌物(硫脲)、外露的錫可能腐蝕、錫鬚、不利多次回焊、厚度不好量 |
| 化銀 | 比噴錫均勻、比 ENIG 便宜、存放期限與噴錫相當 | 取出後要在當天焊完、拿取不當容易變色、沒有鎳層所以不如 ENIG 耐用 |
| OSP | 表面平、無鉛、製程簡單、可重工、划算 | 沒有方法量厚度、不利通孔、存放期限短、可能造成線上電測問題、組裝後銅外露、對拿取敏感 |
| ENIG | 表面平、無鉛、有利通孔、存放期限長;表面很平對 BGA 很重要(來源 2) | 貴、不能重工、黑墊、電測損傷、高頻信號損耗、製程複雜;早期製程附著與吃錫較差(來源 2) |
| ENEPIG | 表面極平、可多次組裝、可打線、沒有黑墊風險、存放 12 個月以上 | 仍然較貴、重工有限制、製程有限制 |
來源:1、2。
表 3|電路板廠的對照表(來源 4)
| 處理 | 細間距(錫膏印刷)、鋁線打線、成本 |
|---|---|
| ENIG | 極佳;可以;高 |
| 化銀 | 極佳;可以;中 |
| 化錫 | 極佳;不可以;中 |
| OSP | 極佳;不可以;較低 |
| 無鉛噴錫 | 良好;不可以;低 |
| 含鉛噴錫 | 良好;不可以;低 |
來源:4。另一份(來源 5)寫:噴錫的不平可能讓小於 0805 的小零件或細間距 BGA 出問題;ENIG 也可以打線。
表 4|存放期限與拿取:兩份來源的數字不一樣
| 處理 | 來源 4(15 到 28 °C)/來源 5 |
|---|---|
| ENIG | 12 個月/長(以年計) |
| ENEPIG | 沒有列/12 個月以上 |
| 化銀 | 6 個月/6 到 12 個月;拆封後一天內焊完、要保護包裝(來源 1 也寫取出後當天焊完) |
| 化錫 | 6 個月/30 天(鍍好後 30 天內組裝) |
| OSP | 3 到 6 個月/3 到 6 個月;厚度在 0.05 到 0.2 µm 的範圍 |
| 噴錫 | 12 個月(無鉛與含鉛)/中等 |
| 錫鬚 | 業界仍有爭論,多數文獻認為純錫電鍍面容易長;錫鉛電鍍也有報告;可能造成短路(來源 6) |
來源:4、5、1、6。
標準出處
本文引用之規範,請以各發布機構之現行版本為準。
- IPC-4552A 化鎳浸金(ENIG)的規範(來源 2 提到編號,本文沒有讀到標準全文)
發布機構:IPC(國際電子工業聯接協會)
此為一般情況,仍需視個案而定。
例外與限制
- 看到什麼、沒看到什麼:本文看到的是 1 篇 PCB 業者的技術文章、1 個電路板廠的表面處理頁、1 篇電子製造服務商的部落格文章(三份都是廠商資料)、2 個網路百科條目(ENIG、OSP),以及美國太空總署 NEPP 網站的錫鬚說明頁。沒有讀到 IPC-4552A 等表面處理標準的全文(要付費),也沒有讀到任何電路板廠的書面規格。
- 有立場的資料:來源 1、4、5 都是賣電路板或組裝服務的廠商寫的;來源 2、3 是多人編輯的網路百科,內容會變動,OSP 條目很短。本文只取一般性的說法與它們自己寫的數字。
- 數字是例子、而且彼此不一樣:存放期限在來源 4 與來源 5 之間差很多(化錫 6 個月對 30 天、化銀 6 個月對 6 到 12 個月),兩種都照寫;實際以您的電路板廠的承諾與您的驗證為準。噴錫與化銀的存放期限,來源 1(噴錫存放期限很好、化銀與噴錫相當)與來源 4、5 的說法不同;OSP 的製程,來源 1 列為簡單,來源 3 寫製程複雜、塗料的成分與品質要嚴格管控,兩種說法都照寫。OSP 的厚度、0805 這類尺寸,都是來源自己的例子。
- 「被列為」的意思:階段③的長處與限制,多半出自同一份廠商資料(來源 1)的條列,沒有附試驗數據;本文照列,不替它加強或減弱。
- 錫鬚:來源 6 談的是零件與鍍層,沒有專談電路板的化錫;化錫有錫鬚的說法出自來源 1。
- 本文的整理:階段①的組裝條件表與時間、階段④的存放環境記錄與分批組裝提醒、階段⑤的進料檢查與「吃錫不良先回頭查」的順序,是本文的整理;其餘句子都能在來源找到對應的敘述。
- 範圍:本文只談選表面處理的一般順序;金手指的硬金與軟金、OSP 與 ENIG 的焊點強度比較另有專文;不談各家電路板廠的比較,也不談價格與交期。成本只寫來源的相對高低。
- 設備與商品:「嘉鴻能幫的」只寫站上商品頁與已上線文章的原文,規格以商品頁為準;連結文字用的是功能名稱,沒有寫商品頁的型號、系列代號與廠牌。
本文為一般情況的歸納,不是標準條文的轉述,也不是對某一家廠商、設備廠或服務商的背書,更不是對您產品與製程的擔保。請以您的產品規範、電路板廠的書面規格與相關標準,以及您自己的驗證為準;此為一般情況,仍需視個案而定。