在電路測試階段使用無鉛PCB表面處理工藝的研究
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銀沉浸
銀沉浸是對PCB表面處理的一種最新增加的方法。主要用在亞洲地區，在北美和歐洲正在獲得推廣。
在焊接過程中，銀層融化到焊接點中，在銅層上留下一種錫/鉛/銀合金，這種合金為BGA封裝提供了非常可靠的焊接點。其對比色使其很容易被檢查到，它也是HASL在焊接處理上的自然替代方案。
銀沉浸是一種具有非常好發展前景的表面加工工藝，但和所有新的表面工藝技術一樣，終端用戶對此非常保守。很多的制造商將這種工藝作為一種“正在考察”的工藝，但是它很可能成為最好的無鉛表面工藝選擇。
優點：好的可焊接性、表面平整、HASL沉浸的自然替代。
缺點：終端用戶的保守態度意味著行業內缺少相關的信息。
錫沉浸
這是一種較新的表面處理工藝，與銀沉浸工藝具有很多相似的特性。然而，由于要對PCB制造過程中錫沉浸工藝使用的硫脲(可能是一種致癌物)加以防范，所以有 重大的健康和安全問題需要考慮。此外，還要關注錫遷移(“錫毛刺”效應)，盡管抗遷移化學制劑在控制這種問題上能獲得一定的效果。
優點：良好的可焊接性、表面平整、相對低的成本。
缺點：健康和安全問題、熱循環周期的次數有限。
表1：OSP實驗的條件參數。
表2：結論是當使用焊接測試點時，ICT性能大大提高。考慮到夾具和工藝的一些問題，用戶相信一旦處理好這些問題，他們能獲得的一次通過良率在80~90%之間。
上面是PCB無鉛處理的主要方法。HASL仍將是最廣泛使用的PCB處理工藝，這種情況下對于測試工程師來說沒有任何變化。在某些國家，HASL已經被法律 禁止，并采用了替代方案。隨著PCA制造擴展到更多的不同的全球區域，在ICT測試中可以看到的無鉛處理工藝將越來越多。盡管OSP并不是HASL的自然 替代，但是它已經成為PCA制造商研究的首選替代處理方案。當沒有改變工藝以允許在測試焊盤和過孔上用焊膏時，這將導致實際的ICT測試可靠性問題
結論是，PCB表面處理的工藝沒有十全十美的，每種方法都有其需要考慮的問題。其中一些問題比其它問題更嚴重，所有這些無鉛PCB表面處理工藝都需要在工藝步驟中進行修改，以防止在ICT出現夾具接觸可靠性問題。
在ICT階段HASL、OSP和銀沉浸的比較考慮
現在我想重點關注這些表面加工技術以及它們如何影響ICT的性能。表面處理在測試點上留下軟焊料“弧頂”和裸露的過孔，它們是理想的ICT測試對象。 HASL具有而OSP不具有的特性是吸收作用力，HASL是共晶SnPB，特別軟。這種軟目標具有兩個好處：適應探針和吸收能量。
對于OSP PCB來說就沒有這種軟目標。相比而言，銅表面非常硬，不能吸收太多的能量，因此探針能“咬入”的直接接觸的面積減少。外層的銅鍍層一般在10到50微米 之間。把銅鍍層與OSP覆層結合起來，你會看到用來探測HASL板的探針將不能在OSP表面處理的板子上使用。
研究表明，在回流焊和ICT 之間較長的傳遞時間內，OSP會在測試目標上產生很硬的“殼”。傳遞到ICT的最佳時間應小于24小時。有很多其他的工藝因素會對OSP對測試工程師帶來 困擾的程度大小造成影響，其中的一些因素是：OSP提供商類型、在回流爐中經過的次數、是否去除了波峰工藝、氮回流還是空氣回流，以及在ICT時的模擬測 試類型。
對銅表面的直接探測加上需要穿透OSP層的更高的探針作用力，產生了破壞薄銅層的實際潛在威脅，并導致內部短路。因此，我們的建議是永遠別探測裸露的銅表面。
最近的事例顯示，在5到10次的夾具激勵之后，板子過孔或者測試點可能被戳穿。
對于某些PCA制造商來說，OSP對ICT的影響造成的問題如此之大，導致他們已經完全不用OSP了。其他的制造商開始學習如何遵照下面列出的“OSP規則”。
用于ICT測試夾具和程序的“OSP規則”：
注意最新的行業可測試性建議，例如www.smta.org。—總是加焊膏到測試連接點(測試焊盤或者過孔)上，不對OSP覆蓋的裸露的銅層進行探測。如果你不能改變版膜，要準備：
* 對一次通過良率影響很大(FPY)
* 或許需要改變夾具探針以獲得更大的作用力，例如從2牛頓到3牛頓
* 可能需要改變夾具探針類型，改變為更尖的類型*
* 可能需要一種“雙擊”夾具激勵方法，或者利用氣體力學、機械手*
* 模擬測試程序約束可能需要折衷、開放或者甚至忽略*
*研究表明這些帶星號的規則對良率可能具有相對較小的影響，確保可靠測試接觸的唯一方法是確保測試焊盤被焊接。
某些制造商看到了OSP產生的直接的成本節省，認為是無鉛替代工藝的第一選擇。然而，某些公司在考慮到生產中斷和延時問題的相關實際成本時，最近態度出現完全轉變，正在重新審視它們的策略。
銀沉浸
銀沉浸是在銅層上0.4到0.8微米的金屬層，這個金屬層提供測試探針能咬入的“肉”。銀沉浸并沒有HASL或者OSP那樣應用廣泛，但是初始的研究表明作 為一種制造工藝它是HASL一種自然的替代。已經有一些ICT可靠性的初步研究，研究表明蝕刻時間(表面粗糙度/光潔度)和表面厚度是可重復性的重要考慮 因素。在ICT階段銀表面處理的夾具接觸可靠性還沒有問題報告，因此對測試夾具不需調整，但應該需要對探針或者測試軟件做出調整。
蝕刻率(etch rate)對ICT測試很重要，因為它決定銀表面處理會光亮還是灰暗。在銀沉積步驟中，銀沉積到銅表面的等高線上，因此如果表面的粗糙度增加，因而面積增加，表現為灰暗表面，而具有最低粗糙度的表面表現為光亮的表面。
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