PCB-oppervlakteafwerking
| Oppervlakteafwerking | Typische waarde | Leverancier |
| Vrijwillige brandweer | 0,3~0,55 µm, 0,25~0,35 µm | Enthone |
| Shikoku-chemische stof | ||
| MEE EENS ZIJN | Of: 0,03~0,12 µm, Ni: 2,5~5 µm | ATO-technologie/Chuang Zhi |
| Selectieve ENIG | Of: 0,03~0,12 µm, Ni: 2,5~5 µm | ATO-technologie/Chuang Zhi |
| ENEPISCH | Au: 0,05~0,125 µm, Pd: 0,05~0,3 µm | Chuang Zhi |
| In: 3~10 µm | ||
| Hard goud | Au: 0,127~1,5um, Ni: min 2,5um | Betaler/EEJA |
| Zacht goud | Au: 0,127~0,5um, Ni: min 2,5um | VIS |
| Dompelblik | Min: 1 µm | Enthone / ATO-technicus |
| Immersion Silver | 0,127~0,45 µm | Macdermid |
| Loodvrije HASL | 1~25 µm | Nihon Superior |
Omdat koper in de lucht in de vorm van oxiden voorkomt, heeft dit een ernstige invloed op de soldeerbaarheid en de elektrische prestaties van printplaten. Daarom is het noodzakelijk om de oppervlakte van printplaten te behandelen. Zonder oppervlaktebehandeling kunnen er problemen met virtueel solderen ontstaan, en in ernstige gevallen kunnen soldeerpunten en componenten niet meer gesoldeerd worden. Oppervlaktebehandeling van printplaten verwijst naar het proces waarbij kunstmatig een oppervlaktelaag op een printplaat wordt aangebracht. Het doel van de oppervlaktebehandeling is om een goede soldeerbaarheid en elektrische prestaties van de printplaat te garanderen. Er bestaan veel verschillende soorten oppervlaktebehandelingen voor printplaten.
Hetelucht soldeernivellering (HASL)
Het is een proces waarbij gesmolten tin-loodsoldeer op het oppervlak van een printplaat wordt aangebracht, vervolgens wordt gladgestreken (geblazen) met verwarmde perslucht en een coatinglaag wordt gevormd die zowel bestand is tegen koperoxidatie als een goede soldeerbaarheid biedt. Tijdens dit proces is het noodzakelijk om de volgende belangrijke parameters te beheersen: soldeertemperatuur, temperatuur van de heteluchtblazer, luchtdruk van de heteluchtblazer, inwerktijd, optilsnelheid, enz.
Voordeel van HASL
1. Langere bewaartijd.
2. Goede bevochtiging van de pad en koperdekking.
3. Veelgebruikt loodvrij (RoHS-conform) type.
4. Volgroeide technologie, lage kosten.
5. Zeer geschikt voor visuele inspectie en elektrische testen.
Zwakke punten van HASL
1. Niet geschikt voor draadverbindingen.
2. Door de natuurlijke meniscus van het gesmolten soldeer is de vlakheid slecht.
3. Niet van toepassing op capacitieve aanraakschakelaars.
4. Voor bijzonder dunne panelen is HASL mogelijk niet geschikt. De hoge temperatuur van het bad kan ervoor zorgen dat de printplaat kromtrekt.
2. Vrijwillige brandweer
OSP is de afkorting voor Organic Solderability Preservative, ook wel bekend als persolder. Kort gezegd is OSP een middel dat op het oppervlak van koperen soldeerpunten wordt gespoten om een beschermende film van organische chemicaliën te vormen. Deze film moet eigenschappen hebben zoals oxidatiebestendigheid, thermische schokbestendigheid en vochtbestendigheid om het koperen oppervlak te beschermen tegen roestvorming (oxidatie of vulkanisatie, enz.) in normale omstandigheden. Tijdens het daaropvolgende solderen op hoge temperatuur moet deze beschermende film echter snel en gemakkelijk door de flux verwijderd kunnen worden, zodat het blootgestelde, schone koperen oppervlak direct kan hechten aan het gesmolten soldeer en in zeer korte tijd een sterke soldeerverbinding kan vormen. Met andere woorden, de rol van OSP is om een barrière te vormen tussen koper en lucht.
Voordeel van OSP
1. Eenvoudig en betaalbaar; de oppervlakteafwerking bestaat slechts uit een spuitlaag.
2. Het oppervlak van de soldeerpad is zeer glad, met een vlakheid vergelijkbaar met ENIG.
3. Loodvrij (conform RoHS-normen) en milieuvriendelijk.
4. Herwerkbaar.
Zwakte van OSP
1. Slechte bevochtigbaarheid.
2. Door de transparante en dunne aard van de film is het moeilijk om de kwaliteit visueel te beoordelen en online tests uit te voeren.
3. Korte levensduur, hoge eisen aan opslag en hantering.
4. Slechte bescherming voor doorgeplateerde gaten.
Immersion Silver
Zilver heeft stabiele chemische eigenschappen. De printplaat die met zilverdompeltechnologie is vervaardigd, behoudt goede elektrische prestaties, zelfs bij blootstelling aan hoge temperaturen, een hoge luchtvochtigheid en vervuilde omgevingen. Ook blijft de soldeerbaarheid goed, hoewel de printplaat mogelijk zijn glans verliest. Zilverdompeling is een verdringingsreactie waarbij een laag puur zilver rechtstreeks op koper wordt afgezet. Soms wordt zilverdompeling gecombineerd met OSP-coatings om te voorkomen dat het zilver reageert met sulfiden in de omgeving.
Voordelen van immersiezilver
1. Goede soldeerbaarheid.
2. Goede vlakheid van het oppervlak.
3. Lage kosten en loodvrij (voldoet aan de RoHS-normen).
4. Van toepassing op het verbinden van aluminium draden.
Zwakte van immersiezilver
1. Stelt hoge eisen aan de opslag en is gevoelig voor vervuiling.
2. Korte montagetijd na het uitpakken.
3. Het is lastig om elektrische tests uit te voeren.
Dompelblik
Omdat alle soldeer op tinbasis is, kan de tinlaag op elk type soldeer worden afgestemd. Na toevoeging van organische additieven aan de tindompeloplossing krijgt de tinlaag een korrelige structuur, waardoor problemen met tinwhiskers en tinmigratie worden voorkomen. Bovendien zorgt dit voor een goede thermische stabiliteit en soldeerbaarheid.
Het immersietinproces kan vlakke koper-tin-intermetaalverbindingen vormen, waardoor immersietin een goede soldeerbaarheid heeft zonder problemen met vlakheid of diffusie van intermetaalverbindingen.
Voordelen van tindompeling
1. Van toepassing op horizontale productielijnen.
2. Geschikt voor de verwerking van fijne draden en loodvrij solderen, met name voor het krimpproces.
3. De vlakheid is zeer goed, geschikt voor SMT.
Zwakte van onderdompelingstin
1. Hoge opslagvereisten, kan ervoor zorgen dat vingerafdrukken van kleur veranderen.
2. Tinwhiskers kunnen kortsluiting en problemen met soldeerverbindingen veroorzaken, waardoor de houdbaarheid wordt verkort.
3. Het is lastig om elektrische tests uit te voeren.
4. Het proces omvat kankerverwekkende stoffen.
MEE EENS ZIJN
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) is een veelgebruikte oppervlaktecoating die bestaat uit twee metaallagen. Hierbij wordt nikkel rechtstreeks op koper afgezet, waarna goudatomen door middel van verdringingsreacties op het koper worden geplateerd. De dikte van de binnenste nikkellaag is doorgaans 3-6 µm, terwijl de dikte van de buitenste goudlaag doorgaans 0,05-0,1 µm bedraagt. Het nikkel vormt een barrièrelaag tussen het soldeer en het koper. De functie van het goud is het voorkomen van nikkeloxidatie tijdens opslag, waardoor de houdbaarheid wordt verlengd. Daarnaast zorgt het onderdompelingsproces voor een uitstekend vlak oppervlak.
Het productieproces van ENIG is als volgt: reinigen --> etsen --> katalysator --> chemisch vernikkelen --> goudafzetting --> reinigingsresidu
Voordelen van ENIG
1. Geschikt voor loodvrij solderen (conform RoHS).
2. Uitstekende oppervlaktegladheid.
3. Lange houdbaarheid en duurzaam oppervlak.
4. Geschikt voor het verbinden van aluminium draden.
Zwakke punten van ENIG
1. Duur vanwege het gebruik van goud.
2. Een complex proces, moeilijk te beheersen.
3. Gemakkelijk om het fenomeen 'zwart pad' te veroorzaken.
Elektrolytisch nikkel/goud (hard goud/zacht goud)
Elektrolytisch nikkelgoud wordt onderverdeeld in "hard goud" en "zacht goud". Hard goud heeft een lage zuiverheid en wordt vaak gebruikt in vergulde contactpunten (PCB-randconnectoren), PCB-contacten of andere slijtvaste onderdelen. De dikte van de goudlaag kan variëren afhankelijk van de vereisten. Zacht goud heeft een hogere zuiverheid en wordt vaak gebruikt voor draadverbindingen.
Voordelen van elektrolytisch nikkel/goud
1. Langere houdbaarheid.
2. Geschikt voor contactschakelaars en draadverbindingen.
3. Hard goud is geschikt voor elektrische testen.
4. Loodvrij (RoHS-conform)
Zwakte van elektrolytisch nikkel/goud
1. De duurste oppervlakteafwerking.
2. Voor het galvaniseren van vergulde vingers zijn extra geleidende draden nodig.
3. Goud heeft een slechte soldeerbaarheid. Door de dikte van het goud zijn dikkere lagen moeilijker te solderen.
ENEPISCH
Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold, ofwel ENEPIG, wordt steeds vaker gebruikt voor de oppervlakteafwerking van printplaten. In vergelijking met ENIG voegt ENEPIG een extra laag palladium toe tussen het nikkel en het goud. Deze extra laag beschermt de nikkellaag beter tegen corrosie en voorkomt de vorming van zwarte pads, die gemakkelijk ontstaan bij de ENIG-oppervlakteafwerking. De afzettingsdikte van nikkel bedraagt ongeveer 3-6 µm, die van palladium ongeveer 0,1-0,5 µm en die van goud 0,02-0,1 µm. Hoewel de goudlaag dunner is dan bij ENIG, is ENEPIG duurder. De recente daling van de palladiumprijs heeft de prijs van ENEPIG echter betaalbaarder gemaakt.
Voordelen van ENEPIG
1. Heeft alle voordelen van ENIG, geen zwart scherm-fenomeen.
2. Geschikter voor draadverbindingen dan ENIG.
3. Geen risico op corrosie.
4. Lange houdbaarheid, loodvrij (RoHS-conform)
Zwakte van ENEPIG
1. Complex proces, moeilijk te beheersen.
2. Hoge kosten.
3. Het is een relatief nieuwe methode en nog niet volledig ontwikkeld.