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HDI板表面处理工艺(ENIG, OSP等)选型注意事项

2025
06/24
本篇文章来自
捷多邦

目前HDI常见的表面处理方式主要有ENIG(化学镍金)和OSP(有机保焊膜),部分场合也会使用沉锡或化学银,但前两者使用更广,选型也更具争议。

 

ENIG:适合BGA密集焊接,但注意黑镍效应

ENIG由于表面平整性好、耐氧化性强,适用于对焊盘共面性要求极高的BGA封装,尤其在0402及以下尺寸或PoP结构中更为常见。其关键参数在于镍层厚度(一般控制在36μm)和金层厚度(0.030.05μm),这决定了焊接润湿性和抗氧化性能。

 

ENIG并非全无缺陷。实践中发现,如果镍磷层控制不好,或沉金过程中未处理好金离子还原速率,就容易产生“黑镍”问题,导致焊点虚焊或强度不足。此外,ENIG会显著增加单板成本,约为OSP23倍。若产品是成本敏感型、且非高密度封装,ENIG的价值就不一定成立。

 

OSP的优势在于工艺简单、表面洁净、焊接性好,适用于标准贴片器件(如0603QFP等)及波峰焊工艺,尤其适合一次性消费电子或试产阶段。它的工作原理是形成一层极薄的有机保护膜(一般为0.20.5μm),防止铜氧化,焊接时该层被热去除,裸铜直接参与焊接。

 

问题在于其热稳定性差,回流焊超过两次后保护能力显著下降。多次过炉或需要测试探针接触焊盘的应用中容易失效。此外,OSP对存储环境也更为敏感,吸湿氧化后容易影响焊接质量。因此,在高可靠性要求(如汽车电子、通信设备)中我们极少使用OSP

 

HDI板常常涉及混合封装结构,例如BGA+QFN+贴片电阻的混用。如果采用OSP处理,BGA区域的焊接风险要明显高于ENIG,特别是多次回流的堆叠结构中。此时建议至少对BGA区域局部ENIG处理,或整体转为ENIG,避免部分焊点因OSP失效而形成隐患。

 

通常我们认为,若产品设计中包含0402以下器件、密集BGAPoP结构,优先选择ENIG。若是功能板、试产板、非关键节点板,可选用OSP控制成本。但需注意,ENIG虽优,但若工艺能力不足或批次管控松散,黑镍反而会带来更大风险。

 

实践中还遇到过OSP与后焊锡膏不匹配的情况,锡膏中的活性剂未能彻底去除有机膜,导致虚焊。因此选用OSP时务必确认焊锡膏的兼容性。

 


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