在电路测试阶段使用无铅PCB表面处理工艺的研究
银沉浸
银沉浸是对PCB表面处理的一种最新增加的方法。主要用在亚洲地区，在北美和欧洲正在获得推广。
在焊接过程中，银层融化到焊接点中，在铜层上留下一种锡/铅/银合金，这种合金为BGA封装提供了非常可靠的焊接点。其对比色使其很容易被检查到，它也是HASL在焊接处理上的自然替代方案。
银沉浸是一种具有非常好发展前景的表面加工工艺，但和所有新的表面工艺技术一样，终端用户对此非常保守。很多的制造商将这种工艺作为一种“正在考察”的工艺，但是它很可能成为最好的无铅表面工艺选择。
优点：好的可焊接性、表面平整、HASL沉浸的自然替代。
缺点：终端用户的保守态度意味着行业内缺少相关的信息。
锡沉浸
这是一种较新的表面处理工艺，与银沉浸工艺具有很多相似的特性。然而，由于要对PCB制造过程中锡沉浸工艺使用的硫脲(可能是一种致癌物)加以防范，所以有 重大的健康和安全问题需要考虑。此外，还要关注锡迁移(“锡毛刺”效应)，尽管抗迁移化学制剂在控制这种问题上能获得一定的效果。
优点：良好的可焊接性、表面平整、相对低的成本。
缺点：健康和安全问题、热循环周期的次数有限。
表1：OSP实验的条件参数。
表2：结论是当使用焊接测试点时，ICT性能大大提高。考虑到夹具和工艺的一些问题，用户相信一旦处理好这些问题，他们能获得的一次通过良率在80~90%之间。
上面是PCB无铅处理的主要方法。HASL仍将是最广泛使用的PCB处理工艺，这种情况下对于测试工程师来说没有任何变化。在某些国家，HASL已经被法律 禁止，并采用了替代方案。随着PCA制造扩展到更多的不同的全球区域，在ICT测试中可以看到的无铅处理工艺将越来越多。尽管OSP并不是HASL的自然 替代，但是它已经成为PCA制造商研究的首选替代处理方案。当没有改变工艺以允许在测试焊盘和过孔上用焊膏时，这将导致实际的ICT测试可靠性问题
结论是，PCB表面处理的工艺没有十全十美的，每种方法都有其需要考虑的问题。其中一些问题比其它问题更严重，所有这些无铅PCB表面处理工艺都需要在工艺步骤中进行修改，以防止在ICT出现夹具接触可靠性问题。
在ICT阶段HASL、OSP和银沉浸的比较考虑
现在我想重点关注这些表面加工技术以及它们如何影响ICT的性能。表面处理在测试点上留下软焊料“弧顶”和裸露的过孔，它们是理想的ICT测试对象。 HASL具有而OSP不具有的特性是吸收作用力，HASL是共晶SnPB，特别软。这种软目标具有两个好处：适应探针和吸收能量。
对于OSP PCB来说就没有这种软目标。相比而言，铜表面非常硬，不能吸收太多的能量，因此探针能“咬入”的直接接触的面积减少。外层的铜镀层一般在10到50微米 之间。把铜镀层与OSP覆层结合起来，你会看到用来探测HASL板的探针将不能在OSP表面处理的板子上使用。
研究表明，在回流焊和ICT 之间较长的传递时间内，OSP会在测试目标上产生很硬的“壳”。传递到ICT的最佳时间应小于24小时。有很多其他的工艺因素会对OSP对测试工程师带来 困扰的程度大小造成影响，其中的一些因素是：OSP提供商类型、在回流炉中经过的次数、是否去除了波峰工艺、氮回流还是空气回流，以及在ICT时的模拟测 试类型。
对铜表面的直接探测加上需要穿透OSP层的更高的探针作用力，产生了破坏薄铜层的实际潜在威胁，并导致内部短路。因此，我们的建议是永远别探测裸露的铜表面。
最近的事例显示，在5到10次的夹具激励之后，板子过孔或者测试点可能被戳穿。
对于某些PCA制造商来说，OSP对ICT的影响造成的问题如此之大，导致他们已经完全不用OSP了。其他的制造商开始学习如何遵照下面列出的“OSP规则”。
用于ICT测试夹具和程序的“OSP规则”：
注意最新的行业可测试性建议，例如www.smta.org。—总是加焊膏到测试连接点(测试焊盘或者过孔)上，不对OSP覆盖的裸露的铜层进行探测。如果你不能改变版膜，要准备：
* 对一次通过良率影响很大(FPY)
* 或许需要改变夹具探针以获得更大的作用力，例如从2牛顿到3牛顿
* 可能需要改变夹具探针类型，改变为更尖的类型*
* 可能需要一种“双击”夹具激励方法，或者利用气体力学、机械手*
* 模拟测试程序约束可能需要折衷、开放或者甚至忽略*
*研究表明这些带星号的规则对良率可能具有相对较小的影响，确保可靠测试接触的唯一方法是确保测试焊盘被焊接。
某些制造商看到了OSP产生的直接的成本节省，认为是无铅替代工艺的第一选择。然而，某些公司在考虑到生产中断和延时问题的相关实际成本时，最近态度出现完全转变，正在重新审视它们的策略。
银沉浸
银沉浸是在铜层上0.4到0.8微米的金属层，这个金属层提供测试探针能咬入的“肉”。银沉浸并没有HASL或者OSP那样应用广泛，但是初始的研究表明作 为一种制造工艺它是HASL一种自然的替代。已经有一些ICT可靠性的初步研究，研究表明蚀刻时间(表面粗糙度/光洁度)和表面厚度是可重复性的重要考虑 因素。在ICT阶段银表面处理的夹具接触可靠性还没有问题报告，因此对测试夹具不需调整，但应该需要对探针或者测试软件做出调整。
蚀刻率(etch rate)对ICT测试很重要，因为它决定银表面处理会光亮还是灰暗。在银沉积步骤中，银沉积到铜表面的等高线上，因此如果表面的粗糙度增加，因而面积增加，表现为灰暗表面，而具有最低粗糙度的表面表现为光亮的表面。
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