Отделка поверхности печатной платы
| Отделка поверхности | Типичное значение | Поставщик |
| Добровольная пожарная служба | 0,3~0,55 мкм, 0,25~0,35 мкм | Энтон |
| Сикоку Кемикал | ||
| СОГЛАШАТЬСЯ | Или: 0,03~0,12 мкм, Ni: 2,5~5 мкм | Техник АТО / Чуан Чжи |
| Селективный ENIG | Или: 0,03~0,12 мкм, Ni: 2,5~5 мкм | Техник АТО / Чуан Чжи |
| ЭНЕПИК | Au: 0,05~0,125 мкм, Pd: 0,05~0,3 мкм, | Чуан Чжи |
| В: 3~10 мкм | ||
| Твердое золото | Au: 0,127~1,5 мкм, Ni: мин 2,5 мкм | Плательщик/EEJA |
| Мягкое золото | Au: 0,127~0,5 мкм, Ni: мин 2,5 мкм | РЫБА |
| Иммерсионное олово | Мин.: 1 мкм | Enthone / ATO tech |
| Иммерсионное серебро | 0,127~0,45 мкм | Макдермид |
| HASL без свинца | 1~25 мкм | Нихон Супериор |
Поскольку медь присутствует в воздухе в виде оксидов, она серьёзно влияет на паяемость и электрические характеристики печатных плат. Поэтому необходимо проводить финишную обработку поверхности печатных плат. Если поверхность печатных плат не обработана, легко могут возникнуть проблемы с пайкой, а в тяжёлых случаях контактные площадки и компоненты невозможно будет припаять. Финишная обработка поверхности печатной платы — это процесс искусственного формирования поверхностного слоя на печатной плате. Цель финишной обработки — обеспечить хорошую паяемость и электрические характеристики печатной платы. Существует множество видов финишной обработки поверхности печатных плат.
Выравнивание припоя горячим воздухом (HASL)
Это процесс нанесения расплавленного оловянно-свинцового припоя на поверхность печатной платы, его разглаживания (обдува) нагретым сжатым воздухом и формирования слоя покрытия, стойкого к окислению меди и обеспечивающего хорошую паяемость. В ходе этого процесса необходимо контролировать следующие важные параметры: температуру пайки, температуру ножа горячего воздуха, давление ножа горячего воздуха, время погружения, скорость подъёма и т. д.
Преимущество HASL
1. Более длительный срок хранения.
2. Хорошее смачивание тампона и покрытие меди.
3. Широко используемый тип без свинца (соответствует RoHS).
4. Зрелая технология, низкая стоимость.
5. Очень хорошо подходит для визуального осмотра и электрических испытаний.
Слабость HASL
1. Не подходит для соединения проводов.
2. Из-за естественного мениска расплавленного припоя плоскостность плохая.
3. Не применимо к емкостным сенсорным переключателям.
4. Для очень тонких панелей HASL может не подойти. Высокая температура ванны может привести к деформации печатной платы.
2. Добровольная пожарная дружина
OSP — это аббревиатура от Organic Solderability Preservative (органический консервант для пайки), также известный как припой. OSP — это то, что распыляется на поверхность медных паяльников для создания защитной пленки из органических химикатов. Эта пленка должна обладать такими свойствами, как стойкость к окислению, стойкость к термоудару и влагостойкость, чтобы защитить медную поверхность от ржавления (окисления или вулканизации и т. д.) в нормальных условиях. Однако при последующей высокотемпературной пайке эта защитная пленка должна легко и быстро удаляться флюсом, чтобы открытая чистая медная поверхность могла немедленно соединиться с расплавленным припоем, образуя прочное паяное соединение за очень короткое время. Другими словами, роль OSP заключается в том, чтобы действовать как барьер между медью и воздухом.
Преимущество OSP
1. Простота и доступность. Отделка поверхности осуществляется только распылением.
2. Поверхность паяльной площадки очень гладкая, по плоскостности сравнима с ENIG.
3. Не содержит свинца (соответствует стандартам RoHS) и безопасен для окружающей среды.
4. Возможность доработки.
Слабость OSP
1. Плохая смачиваемость.
2. Прозрачность и тонкость пленки затрудняют оценку ее качества путем визуального осмотра и проведения онлайн-тестирования.
3. Короткий срок службы, высокие требования к хранению и обращению.
4. Плохая защита металлизированных сквозных отверстий.
Иммерсионное серебро
Серебро обладает стабильными химическими свойствами. Печатная плата, обработанная методом иммерсионного серебра, может сохранять хорошие электрические характеристики даже при воздействии высоких температур, влажности и загрязнений, а также сохранять хорошую паяемость, даже если может потерять блеск. Иммерсионное серебро – это метод замещения, при котором слой чистого серебра непосредственно осаждается на медь. Иногда иммерсионное серебро комбинируют с покрытиями OSP, чтобы предотвратить реакцию серебра с сульфидами в окружающей среде.
Преимущество иммерсионного серебра
1. Высокая паяемость.
2. Хорошая ровность поверхности.
3. Низкая стоимость и отсутствие свинца (соответствует стандартам RoHS).
4. Применимо к соединению алюминиевой проволоки.
Слабость иммерсионного серебра
1. Высокие требования к хранению и легкость загрязнения.
2. Короткое время сборки после извлечения из упаковки.
3. Сложно проводить электрические испытания.
Иммерсионное олово
Поскольку все припои основаны на олове, слой олова может быть подобран к любому типу припоя. После добавления органических добавок в раствор для иммерсии олова структура слоя олова приобретает зернистую структуру, что позволяет избежать проблем, связанных с образованием оловянных усов и миграцией олова, а также обладает хорошей термостабильностью и паяемостью.
Технология иммерсионного олова позволяет формировать плоские интерметаллические соединения меди и олова, благодаря чему иммерсионное олово приобретает хорошую паяемость без проблем с плоскостностью или диффузией интерметаллических соединений.
Преимущество иммерсионного олова
1. Применимо к горизонтальным производственным линиям.
2. Применимо для обработки тонкой проволоки и бессвинцовой пайки, особенно применимо для процесса опрессовки.
3. Плоскостность очень хорошая, применима для поверхностного монтажа.
Слабость иммерсионного олова
1. Высокие требования к объему памяти, могут привести к изменению цвета отпечатков пальцев.
2. Оловянные усы могут стать причиной коротких замыканий и проблем с паяными соединениями, тем самым сокращая срок годности.
3. Сложно проводить электрические испытания.
4. В процессе участвуют канцерогены.
СОГЛАШАТЬСЯ
ENIG (химическое иммерсионное никелирование) – это широко используемое финишное покрытие, состоящее из двух металлических слоёв: никель осаждается непосредственно на медь, а затем атомы золота наносятся на медь посредством реакций замещения. Толщина внутреннего слоя никеля обычно составляет 3–6 мкм, а толщина внешнего слоя золота – 0,05–0,1 мкм. Никель образует барьерный слой между припоем и медью. Функция золота заключается в предотвращении окисления никеля при хранении, тем самым продлевая срок его службы, но иммерсионное золочение также позволяет добиться превосходной ровности поверхности.
Поток обработки ENIG следующий: очистка -> травление -> катализатор -> химическое никелирование -> осаждение золота -> остаток очистки
Преимущества ENIG
1. Подходит для бессвинцовой пайки (соответствует RoHS).
2. Отличная гладкость поверхности.
3. Длительный срок службы и прочная поверхность.
4. Подходит для соединения алюминиевой проволоки.
Слабость ENIG
1. Дороговизна из-за использования золота.
2. Сложный процесс, трудно контролируемый.
3. Легко генерируется феномен черной подложки.
Электролитический никель/золото (твердое золото/мягкое золото)
Электролитическое никелевое золото подразделяется на «твёрдое золото» и «мягкое золото». Твёрдое золото имеет низкую чистоту и обычно используется для изготовления золотых выводов (краевых соединителей печатных плат), контактов печатных плат и других износостойких деталей. Толщина слоя золота может варьироваться в зависимости от требований. Мягкое золото имеет более высокую чистоту и обычно используется для разварки проводов.
Преимущество электролитического никеля/золота
1. Более длительный срок хранения.
2. Подходит для контактного переключения и соединения проводов.
3. Твердое золото пригодно для электрических испытаний.
4. Не содержит свинца (соответствует RoHS)
Слабость электролитического никеля/золота
1. Самая дорогая отделка поверхности.
2. Для гальванического покрытия золотых пальцев требуются дополнительные токопроводящие провода.
3. Золото плохо паяется. Из-за толщины слоя золота более толстые слои сложнее паять.
ЭНЕПИК
Химическое никелирование и иммерсионное золото с помощью электролиза палладия (ENEPIG) всё чаще используются для финишной обработки поверхности печатных плат. По сравнению с ENIG, ENEPIG добавляет дополнительный слой палладия между никелем и золотом для дополнительной защиты никелевого слоя от коррозии и предотвращения образования чёрных контактных площадок, которые легко образуются при финишной обработке ENIG. Толщина никеля составляет около 3–6 мкм, палладия – около 0,1–0,5 мкм, а золота – 0,02–0,1 мкм. Несмотря на то, что толщина золота меньше, чем у ENIG, ENEPIG дороже. Однако недавнее снижение стоимости палладия сделало ENEPIG более доступным.
Преимущество ENEPIG
1. Обладает всеми преимуществами ENIG, не имеет феномена черного пятна.
2. Более подходит для соединения проводов, чем ENIG.
3. Отсутствие риска коррозии.
4. Длительный срок хранения, не содержит свинца (соответствует RoHS)
Слабость ENEPIG
1. Сложный процесс, трудно контролируемый.
2. Высокая стоимость.
3. Это относительно новый метод, и он еще не до конца разработан.