Отделка поверхности печатной платы
| Отделка поверхности | Типичное значение | Поставщик |
| Добровольная пожарная охрана | 0,3~0,55мкм, 0,25~0,35мкм | Энтоне |
| Сикоку Кемикал | ||
| СОГЛАШАТЬСЯ | Или: 0,03~0,12 мкм, Ni: 2,5~5 мкм | ATO tech/Чуан Чжи |
| Избирательный ENIG | Или: 0,03~0,12 мкм, Ni: 2,5~5 мкм | ATO tech/Чуан Чжи |
| ЭНЕПИК | Au: 0,05~0,125 мкм, Pd: 0,05~0,3 мкм, | Чжуан Чжи |
| В: 3~10мкм | ||
| 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 | Энтони / ATO tech |
| Иммерсионное серебро | 0,127~0,45 мкм | Макдермид |
| HASL без свинца | 1~25мкм | Нихон Супериор |
Из-за того, что медь существует в виде оксидов в воздухе, она серьезно влияет на паяемость и электрические характеристики печатных плат. Поэтому необходимо выполнять поверхностную отделку печатных плат. Если поверхность печатных плат не обработана, легко вызвать виртуальные проблемы с пайкой, а в тяжелых случаях контактные площадки и компоненты невозможно припаять. Отделка поверхности печатной платы относится к процессу искусственного формирования поверхностного слоя на печатной плате. Целью отделки печатной платы является обеспечение хорошей паяемости или электрических характеристик печатной платы. Существует много типов отделки поверхности печатных плат.
Выравнивание припоя горячим воздухом (HASL)
Это процесс нанесения расплавленного оловянно-свинцового припоя на поверхность печатной платы, его выравнивания (обдува) нагретым сжатым воздухом и формирования слоя покрытия, которое одновременно устойчиво к окислению меди и обеспечивает хорошую паяемость. В ходе этого процесса необходимо освоить следующие важные параметры: температура пайки, температура ножа горячего воздуха, давление ножа горячего воздуха, время погружения, скорость подъема и т. д.
Преимущество HASL
1. Более длительный срок хранения.
2. Хорошее смачивание тампона и покрытие меди.
3. Широко используемый тип без содержания 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 особенно 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, также известного как per solder. Короче говоря, OSP — это то, что распыляется на поверхность медных припоев, чтобы обеспечить защитную пленку из органических химикатов. Эта пленка должна обладать такими свойствами, как стойкость к окислению, стойкость к тепловому удару и влагостойкость, чтобы защитить медную поверхность от ржавления (окисления или вулканизации и т. д.) в обычных 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 ОСП
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 восстановления.
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 по-прежнему обеспечивать хорошие электрические характеристики даже при воздействии высоких температур, влажной и загрязненной среды, а также сохранять хорошую паяемость, даже если она может потерять свой блеск. Иммерсионное серебро — это реакция замещения, при которой слой чистого серебра напрямую осаждается на медь. Иногда иммерсионное серебро сочетается 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 (соответствие 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 соответствовать любому типу припоя. После добавления органических добавок в раствор для погружения олова структура слоя олова представляет собой зернистую структуру, преодолевая проблемы, вызванные усами олова и миграцией олова, а также имея хорошую термическую стабильность и паяемость.
Процесс иммерсионного олова позволяет формировать плоские интерметаллические соединения меди и олова, благодаря чему иммерсионное олово обладает хорошей паяемостью без каких-либо 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 хранению, 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 никелирование иммерсионным золотом) — широко используемое финишное покрытие поверхности, состоящее из 2 металлических слоев, где никель непосредственно осаждается на медь, а затем атомы золота осаждаются на медь посредством реакций замещения. Толщина внутреннего слоя никеля обычно составляет 3–6 мкм, а толщина осаждения внешнего слоя золота обычно составляет 0,05–0,1 мкм. Никель образует барьерный слой между припоем и медью. Функция золота заключается в предотвращении окисления никеля во время хранения, тем самым продлевая срок годности, но процесс иммерсионного золота также может обеспечить превосходную плоскостность поверхности.
Поток обработки ENIG следующий: очистка-->травление-->катализатор-->химическое никелирование-->нанесение золота-->очистка остатка.
Преимущества ENIG
1. Подходит для пайки без использования свинца (соответствует RoHS).
2. Превосходная гладкость поверхности.
3. Длительный срок хранения и прочная поверхность.
4. Подходит для соединения алюминиевой проволоки.
Слабость ENIG
1. Дорогой из-за использования золота.
2. Сложный процесс, трудно контролируемый.
3. Легко создать феномен черной подложки.
Электролитический никель/золото (твердое золото/мягкое золото)
Электролитическое никелевое золото делится на «твердое золото» и «мягкое золото». Твердое золото имеет низкую чистоту и обычно используется в золотых пальцах (краевые соединители печатных плат), контактах печатных плат или других износостойких областях. Толщина золота может варьироваться в зависимости от требований. Мягкое золото имеет более высокую чистоту и обычно используется в проволочной спайке.
Преимущество электролитического никеля/золота
1. Более длительный срок хранения.
2. Подходит для контактного переключателя 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 гальванопокрытия золотых контактов требуются дополнительные токопроводящие провода.
3. У золота плохая паяемость. Из-за толщины золота более толстые слои сложнее паять.
ЭНЕПИК
Химическое никелевое иммерсионное золото или ENEPIG все чаще используется для финишной обработки поверхности печатных плат. По сравнению с ENIG, ENEPIG добавляет дополнительный слой палладия между никелем и золотом для дополнительной защиты слоя никеля от коррозии и предотвращения образования черных площадок, которые легко образуются в процессе финишной обработки поверхности ENIG. Толщина осаждения никеля составляет около 3-6 мкм, толщина палладия составляет около 0,1-0,5 мкм, а толщина золота составляет 0,02-0,1 мкм. Хотя толщина золота меньше, чем у ENIG, ENEPIG дороже. Однако недавнее снижение стоимости палладия сделало цену ENEPIG более доступной.
Преимущество ENEPIG
1. Обладает всеми преимуществами ENIG, но не имеет феномена черной подложки.
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, который еще не до конца разработан.