Povrchová úprava desek plošných spojů
| Povrchová úprava | Typická hodnota | Dodavatel |
| Dobrovolný hasičský sbor | 0,3~0,55 µm, 0,25~0,35 µm | Enthone |
| Shikoku Chemical | ||
| SOUHLASÍM | Nebo: 0,03~0,12 μm, Ni: 2,5~5 μm | Technik ATO/Chuang Zhi |
| Selektivní ENIG | Nebo: 0,03~0,12 μm, Ni: 2,5~5 μm | Technik ATO/Chuang Zhi |
| ENEPICKÝ | Au: 0,05~0,125 µm, Pd: 0,05~0,3 µm | Chuang Zhi |
| Vstup: 3~10um | ||
| Tvrdé zlato | Au: 0,127~1,5um, Ni: min 2,5um | Platec/EEJA |
| Měkké zlato | Au: 0,127~0,5um, Ni: min 2,5um | RYBA |
| Imerzní cín | Min: 1um | Technik Enthone / ATO |
| Imerzní stříbro | 0,127~0,45 μm | Macdermid |
| Bezolovnatý HASL | 1~25 μm | Nihon Superior |
Vzhledem k tomu, že měď se ve vzduchu nachází ve formě oxidů, vážně ovlivňuje pájitelnost a elektrické vlastnosti desek plošných spojů (PCB). Proto je nutné provádět povrchovou úpravu desek plošných spojů. Pokud povrch desek plošných spojů není upravený, snadno se mohou vyskytnout problémy s pájením a v závažných případech nelze pájecí plošky a součástky pájet. Povrchová úprava desek plošných spojů označuje proces umělého vytváření povrchové vrstvy na desce plošných spojů. Účelem povrchové úpravy desek plošných spojů je zajistit dobrou pájitelnost nebo elektrické vlastnosti desek plošných spojů. Existuje mnoho typů povrchových úprav desek plošných spojů.
Horkovzdušné pájení (HASL)
Jedná se o proces nanášení roztavené cíno-olovnaté pájky na povrch desky plošných spojů, jejího zploštění (ofoukání) horkým stlačeným vzduchem a vytvoření vrstvy povlaku, která je odolná vůči oxidaci mědi a zároveň zajišťuje dobrou pájitelnost. Během tohoto procesu je nutné zvládnout následující důležité parametry: teplotu pájení, teplotu horkovzdušného nože, tlak horkovzdušného nože, dobu ponoru, rychlost zvedání atd.
Výhoda HASL
1. Delší doba skladování.
2. Dobré smáčení podložky a pokrytí mědí.
3. Široce používaný bezolovnatý (v souladu s RoHS) typ.
4. Vyspělá technologie, nízké náklady.
5. Velmi vhodné pro vizuální kontrolu a elektrické testování.
Slabost HASL
1. Není vhodné pro spojování vodičů.
2. Vzhledem k přirozenému menisku roztavené pájky je rovinnost špatná.
3. Nevztahuje se na kapacitní dotykové spínače.
4. Pro obzvláště tenké panely nemusí být HASL vhodný. Vysoká teplota lázně může způsobit deformaci desky plošných spojů.
2. Dobrovolný hasičský sbor
OSP je zkratka pro Organic Solderability Preservative (Organický konzervant pro pájitelnost), také známý jako pájka. Stručně řečeno, OSP je prostředek, který se stříká na povrch měděných pájecích plošek a vytváří ochranný film vyrobený z organických chemikálií. Tento film musí mít vlastnosti, jako je odolnost proti oxidaci, odolnost proti tepelným šokům a odolnost proti vlhkosti, aby chránil měděný povrch před rezivěním (oxidací nebo vulkanizací atd.) v normálním prostředí. Při následném pájení za vysokých teplot však musí být tento ochranný film snadno a rychle odstraněn tavidlem, aby se odkrytý čistý měděný povrch mohl okamžitě spojit s roztavenou pájkou a ve velmi krátkém čase vytvořit silný pájený spoj. Jinými slovy, úlohou OSP je působit jako bariéra mezi mědí a vzduchem.
Výhoda OSP
1. Jednoduché a cenově dostupné; Povrchová úprava je pouze nástřikem.
2. Povrch pájecí plošky je velmi hladký, s rovinností srovnatelnou s ENIG.
3. Bez olova (v souladu s normami RoHS) a šetrné k životnímu prostředí.
4. Znovu zpracovatelné.
Slabost OSP
1. Špatná smáčivost.
2. Průhledná a tenká povaha fólie znamená, že je obtížné měřit kvalitu vizuální kontrolou a provádět online testování.
3. Krátká životnost, vysoké požadavky na skladování a manipulaci.
4. Špatná ochrana pro pokovené průchozí otvory.
Imerzní stříbro
Stříbro má stabilní chemické vlastnosti. Deska plošných spojů (PCB) zpracovaná technologií ponoření do stříbra může stále poskytovat dobrý elektrický výkon i při vystavení vysokým teplotám, vlhkému a znečištěnému prostředí a také si zachovat dobrou pájitelnost, i když může ztratit svůj lesk. Ponoření do stříbra je vytěsňovací reakce, při které se vrstva čistého stříbra přímo nanáší na měď. Někdy se ponoření do stříbra kombinuje s OSP povlaky, aby se zabránilo reakci stříbra se sulfidy v prostředí.
Výhoda imerzního stříbra
1. Vysoká pájitelnost.
2. Dobrá rovinnost povrchu.
3. Nízké náklady a bez olova (v souladu s normami RoHS).
4. Použitelné pro spojování hliníkovými dráty.
Slabost imerzního stříbra
1. Vysoké požadavky na skladování a snadné znečištění.
2. Krátká doba montáže po vyjmutí z obalu.
3. Obtížné provádění elektrických zkoušek.
Imerzní cín
Protože veškerá pájka je na bázi cínu, může se cínová vrstva shodovat s jakýmkoli typem pájky. Po přidání organických přísad do roztoku pro ponoření cínu má struktura cínové vrstvy zrnitou strukturu, která překonává problémy způsobené cínovými woosky a migrací cínu, a zároveň má dobrou tepelnou stabilitu a pájitelnost.
Proces imerzního cínu umožňuje vytvářet ploché intermetalické sloučeniny mědi a cínu, díky čemuž má imerzní cín dobrou pájitelnost bez problémů s plochostí nebo difuzí intermetalických sloučenin.
Výhoda imerzního cínu
1. Použitelné pro horizontální výrobní linky.
2. Použitelné pro zpracování jemných drátů a bezolovnaté pájení, zejména pro krimpovací proces.
3. Rovinnost je velmi dobrá, vhodná pro SMT.
Slabost imerzního cínu
1. Vysoké nároky na úložný prostor, může způsobit změnu barvy otisků prstů.
2. Cínové vousy mohou způsobit zkraty a problémy s pájenými spoji, a tím zkrátit jejich životnost.
3. Obtížné provádění elektrických zkoušek.
4. Proces zahrnuje karcinogeny.
SOUHLASÍM
ENIG (bezproudové niklování ponořovacím zlatem) je široce používaný povrchový nátěr složený ze dvou kovových vrstev, kde se nikl přímo nanáší na měď a poté se atomy zlata nanášejí na měď pomocí vytěsňovacích reakcí. Tloušťka vnitřní vrstvy niklu je obvykle 3–6 µm a tloušťka nanesené vnější vrstvy zlata je obvykle 0,05–0,1 µm. Nikl tvoří bariérovou vrstvu mezi pájkou a mědí. Funkcí zlata je zabránit oxidaci niklu během skladování, čímž se prodlužuje jeho trvanlivost, ale proces ponořování do zlata může také dosáhnout vynikající rovinnosti povrchu.
Postup zpracování ENIG je: čištění --> leptání --> katalyzátor --> chemické niklování --> nanášení zlata --> čištění zbytků
Výhody ENIGu
1. Vhodné pro bezolovnaté pájení (v souladu s RoHS).
2. Vynikající hladkost povrchu.
3. Dlouhá trvanlivost a odolný povrch.
4. Vhodné pro spojování Al drátů.
Slabost ENIGu
1. Drahé kvůli použití zlata.
2. Složitý proces, obtížně ovladatelný.
3. Snadno generovatelný jev černé podložky.
Elektrolytický nikl/zlato (tvrdé zlato/měkké zlato)
Elektrolytické niklové zlato se dělí na „tvrdé zlato“ a „měkké zlato“. Tvrdé zlato má nízkou čistotu a běžně se používá ve zlatých prstech (konektory na hranách desek plošných spojů), kontaktech na deskách plošných spojů nebo jiných otěruvzdorných oblastech. Tloušťka zlata se může lišit v závislosti na požadavcích. Měkké zlato má vyšší čistotu a běžně se používá při spojování vodičů.
Výhoda elektrolytického niklu/zlata
1. Delší trvanlivost.
2. Vhodné pro kontaktní spínače a spojování vodičů.
3. Tvrdé zlato je vhodné pro elektrické testování.
4. Bez olova (v souladu s RoHS)
Slabost elektrolytického niklu/zlata
1. Nejdražší povrchová úprava.
2. Galvanické pokovování zlatých prstů vyžaduje další vodivé dráty.
3. Zlato má špatnou pájitelnost. Vzhledem k tloušťce zlata se silnější vrstvy hůře pájí.
ENEPICKÝ
Bezproudové niklování, bezproudové palladiové imerzní zlato neboli ENEPIG se stále častěji používá pro povrchovou úpravu desek plošných spojů. Ve srovnání s ENIG přidává ENEPIG mezi nikl a zlato další vrstvu palladia, aby dále chránil vrstvu niklu před korozí a zabránil vzniku černých plošek, které se snadno tvoří v procesu povrchové úpravy ENIG. Tloušťka naneseného niklu je asi 3-6 µm, tloušťka palladia je asi 0,1-0,5 µm a tloušťka zlata je 0,02-0,1 µm. Přestože je tloušťka zlata menší než u ENIG, ENEPIG je dražší. Nedávný pokles cen palladia však učinil cenu ENEPIG dostupnější.
Výhoda ENEPIGu
1. Má všechny výhody ENIGu, žádný jev černé podložky.
2. Vhodnější pro spojování vodičů než ENIG.
3. Žádné riziko koroze.
4. Dlouhá doba skladování, bez olova (v souladu s RoHS)
Slabost ENEPIGu
1. Složitý proces, obtížně ovladatelný.
2. Vysoké náklady.
3. Je to relativně nová metoda a ještě není dostatečně propracovaná.