PCB多層線(xiàn)路板制造的最終涂層工藝在近年來(lái)已經(jīng)經(jīng)歷重要變化。這些變化是對克服HASL(hot air solder leveling)局限的不斷需求和HASL替代方法越來(lái)越多的結果。

　　最終涂層是用來(lái)保護電路銅箔的表面。銅(Cu)是焊接元件的很好的表面，但容易氧化;氧化銅阻礙焊錫的熔濕(wetting)。雖然現在使用金(Au)來(lái)覆蓋銅，因為金不會(huì )氧化;金與銅會(huì )迅速相互擴散滲透。任何暴露的銅都將很快形成不可焊接的氧化銅。一個(gè)方法是使用鎳(Ni)的“障礙層”，它防止金與銅轉移和為元件的裝配提供一個(gè)耐久的、導電性表面。

　　PCB多層線(xiàn)路板對非電解鎳涂層的要求

　　非電解鎳涂層應該完成幾個(gè)功能：

　　金沉淀的表面

　　電路的最終目的是在PCB多層線(xiàn)路板與元件之間形成物理強度高、電氣特性好的連接。如果在PCB多層線(xiàn)路板表面存在任何氧化物或污染，這個(gè)焊接的連接用當今的弱助焊劑是不會(huì )發(fā)生的。

　　金自然地沉淀在鎳上面，并在長(cháng)期的儲存中不會(huì )氧化?？墒?，金不會(huì )沉淀在氧化的鎳上面，因此鎳必須在鎳浴(nickel bath)與金溶解之間保持純凈。這樣，鎳的第一個(gè)要求是保持無(wú)氧化足夠長(cháng)的時(shí)間，以允許金的沉淀。元件開(kāi)發(fā)出化學(xué)浸浴，以允許在鎳的沉淀中6~10%的磷含量。非電解鎳涂層中的這個(gè)磷含量是作為浸浴控制、氧化物、和電氣與物理特性的仔細平衡考慮的。

　　硬度

　　非電解鎳涂層表面用在許多要求物理強度的應用中，如汽車(chē)傳動(dòng)的軸承。PCB多層線(xiàn)路板的需要遠沒(méi)有這些應用嚴格，但是對于引線(xiàn)接合(wire-bonding)、觸感墊的接觸點(diǎn)、插件連接器(edge-connetor)和處理可持續性，一定的硬度還是重要的。

　　引線(xiàn)接合要求一個(gè)鎳的硬度。如果引線(xiàn)使沉淀物變形，摩擦力的損失可能發(fā)生，它幫助引線(xiàn)“熔”到基板上。SEM照片顯示沒(méi)有滲透到平面鎳/金或鎳/鈀(Pd)/金的表面。

　　電氣特性

　　由于容易制作，銅是選作電路形成的金屬。銅的導電性?xún)?yōu)越于幾乎每一種金屬。金也具有良好的導電性，是最外層金屬的完美選擇，因為電子傾向于在一個(gè)導電路線(xiàn)的表面流動(dòng)(“表層”效益)。

　　銅 1.7 μΩcm

　　金 2.4 μΩcm

　　鎳 7.4 μΩcm

　　非電解鎳鍍層 55~90 μΩcm

　　雖然多數生產(chǎn)板的電氣特性不受鎳層影響，鎳可影響高頻信號的電氣特性。微波PCB多層線(xiàn)路板的信號損失可超過(guò)設計者的規格。這個(gè)現象與鎳的厚度成比例 - 電路需要穿過(guò)鎳到達焊錫點(diǎn)。在許多應用中，電氣信號可通過(guò)規定鎳沉淀小于2.5μm恢復到設計規格之內。

　　接觸電阻

　　接觸電阻與可焊接性不同，因為鎳/金表面在整個(gè)終端產(chǎn)品的壽命內保持不焊接。鎳/金在長(cháng)期環(huán)境暴露之后必須保持對外部接觸的導電性。Antler的1970年著(zhù)作以數量表示鎳/金表面的接觸要求。研究了各種最終使用。

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