Wykończenie powierzchni PCB
| Wykończenie powierzchni | Wartość typowa | Dostawca |
| OSP | 0,3~0,55µm, 0,25~0,35µm | Enthone |
| Chemia Shikoku | ||
| ZGADZAĆ SIĘ | Lub: 0,03~0,12um, Ni: 2,5~5um | Technik ATO/Chuang Zhi |
| Selektywny ENIG | Lub: 0,03~0,12um, Ni: 2,5~5um | Technik ATO/Chuang Zhi |
| ENEPIC | Au: 0,05~0,125 µm, Pd: 0,05~0,3 µm | Chuang Zhi |
| W: 3~10um | ||
| Twarde złoto | Au: 0,127 ~ 1,5um, Ni: min. 2,5um | Płatnik/EEJA |
| Miękkie złoto | Au: 0,127 ~ 0,5um, Ni: min. 2,5um | RYBA |
| Puszka zanurzeniowa | Min.: 1um | Enthone / ATO tech |
| Srebro zanurzeniowe | 0,127~0,45um | Makdermid |
| HASL bez ołowiu | 1~25um | Nihon Superior |
Ze względu na obecność tlenków miedzi w powietrzu, ma ona poważny wpływ na lutowalność i parametry elektryczne płytek PCB. Dlatego konieczne jest wykonanie obróbki wykończeniowej powierzchni płytek PCB. Jeśli powierzchnia płytek PCB nie jest wykończona, łatwo o problemy z lutowaniem, a w skrajnych przypadkach lutowanie pól lutowniczych i elementów staje się niemożliwe. Wykończenie powierzchni PCB odnosi się do procesu sztucznego formowania warstwy powierzchniowej na płytce PCB. Celem obróbki wykończeniowej PCB jest zapewnienie dobrej lutowalności i parametrów elektrycznych płytki PCB. Istnieje wiele rodzajów obróbki wykończeniowej powierzchni PCB.
Poziomowanie lutowania gorącym powietrzem (HASL)
Proces ten polega na nałożeniu stopionego lutu cynowo-ołowiowego na powierzchnię płytki PCB, spłaszczeniu jej (przedmuchaniu) podgrzanym sprężonym powietrzem i utworzeniu warstwy powłoki, która jest odporna na utlenianie miedzi i zapewnia dobrą lutowalność. Podczas tego procesu konieczne jest opanowanie następujących ważnych parametrów: temperatury lutowania, temperatury noża gorącego powietrza, ciśnienia noża gorącego powietrza, czasu zanurzenia, prędkości podnoszenia itp.
Zaleta HASL
1. Dłuższy czas przechowywania.
2. Dobre zwilżanie padów i pokrycie miedzią.
3. Szeroko stosowany typ bezołowiowy (zgodny z dyrektywą RoHS).
4. Dojrzała technologia, niskie koszty.
5. Doskonale nadaje się do kontroli wizualnej i badań elektrycznych.
Słabość HASL
1. Nie nadaje się do łączenia drutowego.
2. Ze względu na naturalny menisk stopionego lutu płaskość jest słaba.
3. Nie dotyczy przełączników dotykowych pojemnościowych.
4. W przypadku szczególnie cienkich paneli HASL może nie być odpowiedni. Wysoka temperatura kąpieli może spowodować odkształcenie płytki drukowanej.
2. OSP
OSP to skrót od Organic Solderability Preservative, znanego również jako per solder. W skrócie, OSP to substancja rozpylana na powierzchnię miedzianych pól lutowniczych, tworząca warstwę ochronną z organicznych związków chemicznych. Warstwa ta musi charakteryzować się odpornością na utlenianie, szok termiczny i wilgoć, aby chronić powierzchnię miedzi przed rdzewieniem (utlenianiem, wulkanizacją itp.) w normalnych warunkach. Jednak podczas późniejszego lutowania w wysokiej temperaturze, warstwa ochronna musi być łatwo i szybko usuwana przez topnik, aby odsłonięta, czysta powierzchnia miedzi mogła natychmiast połączyć się ze stopionym lutem, tworząc mocne połączenie lutownicze w bardzo krótkim czasie. Innymi słowy, rolą OSP jest działanie jako bariera między miedzią a powietrzem.
Zaleta OSP
1. Proste i niedrogie. Wykończenie powierzchni odbywa się wyłącznie poprzez natryskowe powlekanie.
2. Powierzchnia pola lutowniczego jest bardzo gładka, o płaskości porównywalnej z ENIG.
3. Produkt nie zawiera ołowiu (zgodny z normami RoHS) i jest przyjazny dla środowiska.
4. Możliwość ponownej obróbki.
Słabość OSP
1. Słaba zwilżalność.
2. Przezroczysta i cienka warstwa utrudnia ocenę jej jakości poprzez kontrolę wizualną i przeprowadzanie testów online.
3. Krótki okres użytkowania, wysokie wymagania dotyczące przechowywania i obsługi.
4. Słaba ochrona otworów przelotowych.
Srebro zanurzeniowe
Srebro ma stabilne właściwości chemiczne. Płytka PCB przetworzona w technologii zanurzeniowej w srebrze może nadal zapewniać dobre parametry elektryczne nawet w wysokich temperaturach, wilgotnym i zanieczyszczonym środowisku, a także zachować dobrą lutowność, nawet jeśli straci połysk. Srebro zanurzeniowe to reakcja wypierania, w której warstwa czystego srebra jest bezpośrednio osadzana na miedzi. Czasami srebro zanurzeniowe łączy się z powłokami OSP, aby zapobiec reakcji srebra z siarczkami w środowisku.
Zaleta immersji srebra
1. Wysoka lutowalność.
2. Dobra płaskość powierzchni.
3. Niski koszt i brak zawartości ołowiu (zgodny z normami RoHS).
4. Dotyczy łączenia przewodów aluminiowych.
Słabość srebra immersyjnego
1. Wysokie wymagania magazynowe i łatwość zanieczyszczenia.
2. Krótki czas montażu po wyjęciu z opakowania.
3. Trudności w przeprowadzaniu testów elektrycznych.
Puszka zanurzeniowa
Ponieważ wszystkie luty są na bazie cyny, warstwa cyny może być stosowana z dowolnym rodzajem lutu. Po dodaniu organicznych dodatków do roztworu immersyjnego cyny, struktura warstwy cyny ma strukturę ziarnistą, co eliminuje problemy związane z wąsami cynowymi i migracją cyny, a jednocześnie zapewnia dobrą stabilność termiczną i lutowalność.
Proces cyny immersyjnej pozwala na tworzenie płaskich związków międzymetalicznych miedzi i cyny, dzięki czemu cyna immersyjna charakteryzuje się dobrą lutowalnością, bez problemów z płaskością lub dyfuzją związków międzymetalicznych.
Zaleta cyny zanurzeniowej
1. Stosowane w liniach produkcyjnych poziomych.
2. Stosowane do obróbki cienkich drutów i lutowania bezołowiowego, szczególnie do zaciskania.
3. Płaskość jest bardzo dobra, nadaje się do montażu powierzchniowego.
Słabość cyny immersyjnej
1. Duże zapotrzebowanie na pamięć, może powodować zmianę koloru odcisków palców.
2. Wąsy cynowe mogą powodować zwarcia i problemy ze złączami lutowanymi, skracając tym samym okres przydatności do użycia.
3. Trudności w przeprowadzaniu testów elektrycznych.
4. W procesie biorą udział substancje rakotwórcze.
ZGADZAĆ SIĘ
ENIG (bezprądowe nanoszenie niklu metodą zanurzeniową) to powszechnie stosowana powłoka wykończeniowa składająca się z dwóch warstw metalu, w której nikiel jest bezpośrednio osadzany na miedzi, a następnie atomy złota są na nią nanoszone poprzez reakcje wypierania. Grubość wewnętrznej warstwy niklu wynosi zazwyczaj 3-6 µm, a grubość nanoszonej zewnętrznej warstwy złota wynosi zazwyczaj 0,05-0,1 µm. Nikiel tworzy warstwę barierową między lutem a miedzią. Funkcją złota jest zapobieganie utlenianiu niklu podczas przechowywania, co wydłuża okres przydatności do użycia, ale proces zanurzania w złocie pozwala również uzyskać doskonałą płaskość powierzchni.
Przebieg procesu ENIG jest następujący: czyszczenie --> trawienie --> katalizator --> chemiczne niklowanie --> osadzanie złota --> czyszczenie pozostałości
Zalety ENIG
1. Nadaje się do lutowania bezołowiowego (zgodne z RoHS).
2. Doskonała gładkość powierzchni.
3. Długa żywotność i trwała powierzchnia.
4. Nadaje się do łączenia przewodów aluminiowych.
Słabość ENIG
1. Drogie, bo wykonane ze złota.
2. Proces złożony, trudny do kontrolowania.
3. Łatwe generowanie zjawiska czarnej podkładki.
Nikiel elektrolityczny/złoto (twarde złoto/miękkie złoto)
Elektrolityczne złoto niklowe dzieli się na „złoto twarde” i „złoto miękkie”. Twarde złoto charakteryzuje się niską czystością i jest powszechnie stosowane w złączach krawędziowych PCB, stykach PCB lub innych elementach odpornych na zużycie. Grubość warstwy złota może się różnić w zależności od wymagań. Miękkie złoto charakteryzuje się wyższą czystością i jest powszechnie stosowane w połączeniach drutowych.
Zaleta elektrolitycznego niklu/złota
1. Dłuższy okres przydatności do spożycia.
2. Nadaje się do przełączników kontaktowych i łączenia przewodów.
3. Twarde złoto nadaje się do badania elektrycznego.
4. Bez ołowiu (zgodny z dyrektywą RoHS)
Słabość elektrolitycznego niklu/złota
1. Najdroższe wykończenie powierzchni.
2. Do galwanicznego powlekania złotych palców wymagane są dodatkowe przewody przewodzące.
3. Złoto ma słabą lutowność. Ze względu na grubość złota, grubsze warstwy są trudniejsze do lutowania.
ENEPIC
Nikiel bezprądowy, czyli bezprądowe nakładanie niklu i złota metodą immersji palladowej (ENEPIG), jest coraz częściej stosowany do wykańczania powierzchni PCB. W porównaniu z ENIG, ENEPIG dodaje dodatkową warstwę palladu między niklem a złotem, aby dodatkowo chronić warstwę niklu przed korozją i zapobiegać powstawaniu czarnych padów, które łatwo powstają w procesie wykańczania powierzchni metodą ENIG. Grubość warstwy niklu wynosi około 3-6 μm, palladu około 0,1-0,5 μm, a złota 0,02-0,1 μm. Chociaż grubość warstwy złota jest mniejsza niż ENIG, ENEPIG jest droższy. Jednak niedawny spadek cen palladu sprawił, że cena ENEPIG stała się bardziej przystępna.
Zaleta ENEPIG
1. Posiada wszystkie zalety ENIG, nie występuje zjawisko czarnej podkładki.
2. Bardziej odpowiedni do łączenia przewodów niż ENIG.
3. Brak ryzyka korozji.
4. Długi czas przechowywania, bez ołowiu (zgodny z RoHS)
Słabość ENEPIG
1. Proces złożony, trudny do kontrolowania.
2. Wysoki koszt.
3. Jest to stosunkowo nowa i jeszcze niedopracowana metoda.