Povrchová úprava plošných spojov
| Povrchová úprava | Typická hodnota | Dodávateľ |
| Dobrovoľný hasičský zbor | 0,3~0,55 µm, 0,25~0,35 µm | Enthone |
| Shikoku Chemical | ||
| SÚHLASÍM | Alebo: 0,03~0,12um, Ni: 2,5~5um | Technik ATO/Chuang Zhi |
| Selektívny ENIG | Alebo: 0,03~0,12um, Ni: 2,5~5um | 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 |
| Mäkké zlato | Au: 0,127~0,5um, Ni: min 2,5um | RYBY |
| Imerzný cín | Min: 1um | Technik Enthone / ATO |
| Imerzné striebro | 0,127 ~ 0,45 μm | Macdermid |
| Bezolovnatý HASL | 1~25um | Nihon Superior |
Vzhľadom na to, že meď sa nachádza vo forme oxidov vo vzduchu, vážne ovplyvňuje spájkovateľnosť a elektrický výkon dosiek plošných spojov. Preto je potrebné vykonať povrchovú úpravu dosiek plošných spojov. Ak povrch dosiek plošných spojov nie je upravený, ľahko sa môžu vyskytnúť problémy so spájkovaním a v závažných prípadoch nie je možné spájkovať spájkovacie plošky a súčiastky. Povrchová úprava dosiek plošných spojov sa vzťahuje na proces umelého vytvárania povrchovej vrstvy na doske plošných spojov. Účelom povrchovej úpravy dosiek plošných spojov je zabezpečiť dobrú spájkovateľnosť alebo elektrický výkon dosiek plošných spojov. Existuje mnoho typov povrchových úprav dosiek plošných spojov.
Vyrovnávanie horúcovzdušnou spájkou (HASL)
Ide o proces nanášania roztavenej cínovo-olovnatej spájky na povrch dosky plošných spojov, jej sploštenia (fúkania) zahriatym stlačeným vzduchom a vytvorenia vrstvy povlaku, ktorá je odolná voči oxidácii medi a zároveň poskytuje dobrú spájkovateľnosť. Počas tohto procesu je potrebné zvládnuť nasledujúce dôležité parametre: teplota spájkovania, teplota teplovzdušného noža, tlak teplovzdušného noža, čas ponorenia, rýchlosť zdvíhania atď.
Výhoda HASL
1. Dlhší čas skladovania.
2. Dobré zmáčanie podložky a pokrytie meďou.
3. Široko používaný bezolovnatý (v súlade s RoHS) typ.
4. Vyspelá technológia, nízke náklady.
5. Veľmi vhodné na vizuálnu kontrolu a elektrické testovanie.
Slabosť HASL
1. Nie je vhodné na spájanie drôtov.
2. Kvôli prirodzenému menisku roztavenej spájky je rovinnosť slabá.
3. Nevzťahuje sa na kapacitné dotykové spínače.
4. Pre obzvlášť tenké panely nemusí byť HASL vhodný. Vysoká teplota kúpeľa môže spôsobiť deformáciu dosky plošných spojov.
2. Dobrovoľný hasičský zbor
OSP je skratka pre Organic Solderability Preservative (Organický konzervačný prostriedok na spájkovanie), tiež známy ako spájka. Stručne povedané, OSP je prostriedok, ktorý sa nastrieka na povrch medených spájkovacích podložiek, aby sa vytvoril ochranný film vyrobený z organických chemikálií. Tento film musí mať vlastnosti, ako je odolnosť voči oxidácii, odolnosť voči tepelným šokom a odolnosť voči vlhkosti, aby sa chránil medený povrch pred hrdzavením (oxidáciou alebo vulkanizáciou atď.) v normálnom prostredí. Pri následnom spájkovaní pri vysokých teplotách sa však tento ochranný film musí dať ľahko a rýchlo odstrániť tavidlom, aby sa exponovaný čistý medený povrch mohol okamžite spojiť s roztavenou spájkou a vytvoriť silný spájkovaný spoj vo veľmi krátkom čase. Inými slovami, úlohou OSP je pôsobiť ako bariéra medzi meďou a vzduchom.
Výhoda OSP
1. Jednoduché a cenovo dostupné; Povrchová úprava je iba striekaný náter.
2. Povrch spájkovacej podložky je veľmi hladký, s rovinnosťou porovnateľnou s ENIG.
3. Bez olova (v súlade s normami RoHS) a šetrné k životnému prostrediu.
4. Znovu spracovateľné.
Slabosť OSP
1. Slabá zmáčateľnosť.
2. Priehľadná a tenká povaha filmu znamená, že je ťažké merať kvalitu vizuálnou kontrolou a vykonávať online testovanie.
3. Krátka životnosť, vysoké požiadavky na skladovanie a manipuláciu.
4. Slabá ochrana pre pokovované priechodné otvory.
Imerzné striebro
Striebro má stabilné chemické vlastnosti. Doska plošných spojov spracovaná technológiou striebornej imerznej metódy dokáže poskytovať dobrý elektrický výkon aj pri vystavení vysokým teplotám, vlhkému a znečistenému prostrediu a zachováva si dobrú spájkovateľnosť, aj keď môže stratiť svoj lesk. Imerzné striebro je vytláčacia reakcia, pri ktorej sa vrstva čistého striebra priamo nanáša na meď. Niekedy sa imerzné striebro kombinuje s OSP povlakmi, aby sa zabránilo reakcii striebra so sulfidmi v prostredí.
Výhoda imerzného striebra
1. Vysoká spájkovateľnosť.
2. Dobrá rovinnosť povrchu.
3. Nízke náklady a bez olova (v súlade s normami RoHS).
4. Použiteľné pre spájanie hliníkových drôtov.
Slabosť imerzného striebra
1. Vysoké požiadavky na skladovanie a ľahké znečistenie.
2. Krátky čas montáže po vybratí z obalu.
3. Ťažké vykonávať elektrické testy.
Imerzný cín
Keďže všetky spájky sú na báze cínu, vrstva cínu sa dá kombinovať s akýmkoľvek typom spájky. Po pridaní organických prísad do roztoku na ponorenie cínu má štruktúra cínovej vrstvy zrnitú štruktúru, ktorá prekonáva problémy spôsobené cínovými vláknami a migráciou cínu a zároveň má dobrú tepelnú stabilitu a spájkovateľnosť.
Proces imerzného cínu môže vytvárať ploché intermetalické zlúčeniny medi a cínu, vďaka čomu má imerzný cín dobrú spájkovateľnosť bez akýchkoľvek problémov s plochosťou alebo difúziou intermetalických zlúčenín.
Výhoda imerzného cínu
1. Platí pre horizontálne výrobné linky.
2. Použiteľné na spracovanie jemných drôtov a bezolovnaté spájkovanie, najmä na krimpovanie.
3. Rovinnosť je veľmi dobrá, vhodná pre SMT.
Slabosť imerzného cínu
1. Vysoké požiadavky na úložisko, môže spôsobiť zmenu farby odtlačkov prstov.
2. Cínové fúzy môžu spôsobiť skraty a problémy so spájkovanými spojmi, čím sa skráti ich životnosť.
3. Ťažké vykonávať elektrické testy.
4. Proces zahŕňa karcinogény.
SÚHLASÍM
ENIG (bezprúdové nanášanie niklu imerzným zlatom) je široko používaný povrchový náter zložený z dvoch kovových vrstiev, kde sa nikel priamo nanáša na meď a potom sa atómy zlata nanášajú na meď pomocou vytesňovacích reakcií. Hrúbka vnútornej vrstvy niklu je zvyčajne 3 – 6 μm a hrúbka naneseného zlata vo vonkajšej vrstve je zvyčajne 0,05 – 0,1 μm. Nikel tvorí bariérovú vrstvu medzi spájkou a meďou. Funkciou zlata je zabrániť oxidácii niklu počas skladovania, čím sa predlžuje jeho trvanlivosť, ale proces imerzného zlata môže tiež dosiahnuť vynikajúcu rovinnosť povrchu.
Postup spracovania ENIG je nasledovný: čistenie -> leptanie -> katalyzátor -> chemické niklovanie -> nanášanie zlata -> čistenie zvyškov
Výhody ENIGu
1. Vhodné na bezolovnaté spájkovanie (v súlade s RoHS).
2. Vynikajúca hladkosť povrchu.
3. Dlhá životnosť a odolný povrch.
4. Vhodné na spájanie hliníkových drôtov.
Slabosť ENIGu
1. Drahé kvôli použitiu zlata.
2. Zložitý proces, ťažko ovládateľný.
3. Ľahko generovateľný jav čiernej podložky.
Elektrolytický nikel/zlato (tvrdé zlato/mäkké zlato)
Elektrolytické nikel-zlato sa delí na „tvrdé zlato“ a „mäkké zlato“. Tvrdé zlato má nízku čistotu a bežne sa používa v zlatých prstoch (konektory na okrajoch DPS), kontaktoch DPS alebo iných oblastiach odolných voči opotrebeniu. Hrúbka zlata sa môže líšiť v závislosti od požiadaviek. Mäkké zlato má vyššiu čistotu a bežne sa používa na spájanie drôtov.
Výhoda elektrolytického niklu/zlata
1. Dlhšia trvanlivosť.
2. Vhodné pre kontaktné spínače a spájanie vodičov.
3. Tvrdé zlato je vhodné na elektrické testovanie.
4. Bez olova (v súlade s RoHS)
Slabosť elektrolytického niklu/zlata
1. Najdrahšia povrchová úprava.
2. Galvanické pokovovanie zlatých prstov vyžaduje ďalšie vodivé drôty.
3. Zlato má zlú spájkovateľnosť. Vzhľadom na hrúbku zlata sa hrubšie vrstvy ťažšie spájkujú.
ENEPICKÝ
Bezprúdové nikelovanie, bezprúdové paládiové imerzné zlato alebo ENEPIG sa čoraz častejšie používa na povrchovú úpravu dosiek plošných spojov. V porovnaní s ENIG pridáva ENEPIG ďalšiu vrstvu paládia medzi nikel a zlato, aby ďalej chránil vrstvu niklu pred koróziou a zabránil tvorbe čiernych podložiek, ktoré sa ľahko tvoria v procese povrchovej úpravy ENIG. Hrúbka naneseného niklu je približne 3 – 6 µm, hrúbka paládia je približne 0,1 – 0,5 µm a hrúbka zlata je 0,02 – 0,1 µm. Hoci hrúbka zlata je menšia ako pri ENIG, ENEPIG je drahší. Nedávny pokles cien paládia však znížil cenu ENEPIGu na prijateľnejšiu.
Výhoda ENEPIGu
1. Má všetky výhody ENIGu, žiadny jav čiernej podložky.
2. Vhodnejšie na spájanie drôtov ako ENIG.
3. Žiadne riziko korózie.
4. Dlhá doba skladovania, bez olova (v súlade s RoHS)
Slabosť ENEPIGu
1. Zložitý proces, ťažko ovládateľný.
2. Vysoké náklady.
3. Je to relatívne nová metóda, ktorá ešte nie je zrelá.