Površinska obdelava tiskanih vezij
| Površinska obdelava | Tipična vrednost | Dobavitelj |
| Prostovoljno gasilsko društvo | 0,3~0,55 µm, 0,25~0,35 µm | Enthone |
| Shikoku Chemical | ||
| STRINJAM SE | Ali: 0,03~0,12 μm, Ni: 2,5~5 μm | ATO tech/Chuang Zhi |
| Selektivni ENIG | Ali: 0,03~0,12 μm, Ni: 2,5~5 μm | ATO tech/Chuang Zhi |
| ENEPIC | Au: 0,05~0,125 µm, Pd: 0,05~0,3 µm | Chuang Zhi |
| V: 3~10um | ||
| Trdo zlato | Au: 0,127 ~ 1,5 um, Ni: min 2,5 um | Plačnik/EEJA |
| Mehko zlato | Au: 0,127 ~ 0,5 um, Ni: min 2,5 um | RIBE |
| Potopni kositer | Min: 1um | Tehnik Enthone / ATO |
| Potopno srebro | 0,127~0,45 μm | Macdermid |
| HASL brez svinca | 1~25um | Nihon Superior |
Ker baker v zraku obstaja v obliki oksidov, resno vpliva na spajkljivost in električne lastnosti tiskanih vezij. Zato je potrebna površinska obdelava tiskanih vezij. Če površina tiskanih vezij ni obdelana, lahko pride do težav s spajkanjem, v hujših primerih pa spajkalne blazinice in komponente ni mogoče spajkati. Površinska obdelava tiskanih vezij se nanaša na postopek umetnega oblikovanja površinske plasti na tiskanem vezju. Namen obdelave tiskanih vezij je zagotoviti dobro spajkljivost ali električne lastnosti tiskanega vezja. Obstaja veliko vrst površinske obdelave tiskanih vezij.
Izravnavanje spajkanja z vročim zrakom (HASL)
Gre za postopek nanašanja staljenega kositrovo-svinčevega spajka na površino tiskanega vezja, njegovega sploščenja (pihanja) z ogretim stisnjenim zrakom in oblikovanja plasti prevleke, ki je odporna proti oksidaciji bakra in zagotavlja dobro spajkljivost. Med tem postopkom je treba obvladati naslednje pomembne parametre: temperaturo spajkanja, temperaturo vročezračnega noža, tlak vročezračnega noža, čas potopitve, hitrost dvigovanja itd.
Prednost HASL-a
1. Daljši čas shranjevanja.
2. Dobro omočenje blazinic in pokritost z bakrom.
3. Široko uporabljen tip brez svinca (skladen z RoHS).
4. Zrela tehnologija, nizki stroški.
5. Zelo primerno za vizualni pregled in električno testiranje.
Slabost HASL-a
1. Ni primerno za spajanje žic.
2. Zaradi naravnega meniskusa staljene spajke je ravnost slaba.
3. Ne velja za kapacitivna stikala na dotik.
4. Za posebej tanke plošče HASL morda ni primeren. Visoka temperatura kopeli lahko povzroči ukrivljanje tiskanega vezja.
2. Prostovoljno gasilsko društvo
OSP je okrajšava za Organic Solderability Preservative (Organsko sredstvo za zaščito topljivosti), znano tudi kot spajka. Skratka, OSP je sredstvo, ki se nanese na površino bakrenih spajkalnih blazinic in ustvari zaščitni film iz organskih kemikalij. Ta film mora imeti lastnosti, kot so odpornost proti oksidaciji, odpornost proti toplotnim udarcem in odpornost proti vlagi, da zaščiti bakreno površino pred rjavenjem (oksidacijo ali vulkanizacijo itd.) v normalnih okoljih. Vendar pa mora biti pri nadaljnjem spajkanju pri visokih temperaturah ta zaščitni film enostavno in hitro odstranljiv s talilom, tako da se lahko izpostavljena čista bakrena površina takoj poveže s stopljenim spajkalnikom in v zelo kratkem času tvori močan spajkani spoj. Z drugimi besedami, vloga OSP je, da deluje kot pregrada med bakrom in zrakom.
Prednost OSP-ja
1. Preprosto in cenovno ugodno; Površinska obdelava je samo z brizganjem.
2. Površina spajkalne blazinice je zelo gladka, z ravnostjo, primerljivo z ENIG.
3. Brez svinca (v skladu s standardi RoHS) in okolju prijazno.
4. Prenovljivo.
Slabost OSP
1. Slaba omočljivost.
2. Zaradi prozorne in tanke folije je težko izmeriti kakovost z vizualnim pregledom in izvesti spletno testiranje.
3. Kratka življenjska doba, visoke zahteve za skladiščenje in ravnanje.
4. Slaba zaščita za pozlačene skoznje luknje.
Potopno srebro
Srebro ima stabilne kemijske lastnosti. Tiskana vezja, obdelana s tehnologijo potopitve v srebro, lahko še vedno zagotavljajo dobre električne lastnosti, tudi če so izpostavljena visokim temperaturam, vlažnim in onesnaženim okoljem, ter ohranjajo dobro spajkalnost, tudi če izgubijo svoj sijaj. Potopitveno srebro je reakcija izpodrivanja, pri kateri se plast čistega srebra neposredno nanese na baker. Včasih se potopitveno srebro kombinira z OSP prevlekami, da se prepreči reakcija srebra s sulfidi v okolju.
Prednost imerzijskega srebra
1. Visoka spajkljivost.
2. Dobra ravnost površine.
3. Nizki stroški in brez svinca (skladno s standardi RoHS).
4. Velja za spajanje z Al žicami.
Slabost imerzijskega srebra
1. Visoke zahteve glede skladiščenja in enostavno onesnaženje.
2. Kratek čas montaže po odstranitvi embalaže.
3. Težko je izvajati električne preizkuse.
Potopni kositer
Ker je vsa spajka na osnovi kositra, se lahko kositrova plast ujema z vsako vrsto spajke. Po dodatku organskih dodatkov v raztopino za potopitev kositra ima kositrova plast zrnato strukturo, ki premaga težave, ki jih povzročajo kositrovi laski in migracija kositra, hkrati pa ima dobro toplotno stabilnost in spajkljivost.
Postopek potopitvenega kositra lahko tvori ploščate intermetalne spojine bakra in kositra, zaradi česar ima potopitveni kositer dobro spajkljivost brez težav z ravnostjo ali difuzijo intermetalnih spojin.
Prednost potopnega kositra
1. Uporablja se za horizontalne proizvodne linije.
2. Uporablja se za obdelavo fine žice in spajkanje brez svinca, zlasti za stiskanje.
3. Ravnost je zelo dobra, primerna za SMT.
Slabost potopnega kositra
1. Visoka zahteva za shranjevanje, lahko povzroči spremembo barve prstnih odtisov.
2. Kositrni lasje lahko povzročijo kratke stike in težave s spajkanjem, s čimer se skrajša rok uporabnosti.
3. Težko je izvajati električne preizkuse.
4. Postopek vključuje rakotvorne snovi.
STRINJAM SE
ENIG (brezelektrično nikljevo potopitveno zlato) je široko uporabljen površinski premaz, sestavljen iz dveh kovinskih plasti, kjer se nikelj neposredno nanese na baker, nato pa se atomi zlata nanesejo na baker z reakcijami izpodrivanja. Debelina notranje plasti niklja je običajno 3–6 μm, debelina nanosa zunanje plasti zlata pa je običajno 0,05–0,1 μm. Nikelj tvori pregradno plast med spajko in bakrom. Funkcija zlata je preprečiti oksidacijo niklja med shranjevanjem in s tem podaljšati rok uporabnosti, postopek potopitvenega zlata pa lahko zagotovi tudi odlično ravnost površine.
Postopek obdelave ENIG je naslednji: čiščenje -> jedkanje -> katalizator -> kemično nikljanje -> nanašanje zlata -> čiščenje ostankov
Prednosti ENIG-a
1. Primerno za spajkanje brez svinca (skladno z RoHS).
2. Odlična gladkost površine.
3. Dolga življenjska doba in trpežna površina.
4. Primerno za spajanje Al žic.
Slabost ENIG-a
1. Drago zaradi uporabe zlata.
2. Kompleksen proces, težko ga je nadzorovati.
3. Enostavno ustvarjanje pojava črne blazinice.
Elektrolitski nikelj/zlato (trdo zlato/mehko zlato)
Elektrolitsko nikljevo zlato se deli na "trdo zlato" in "mehko zlato". Trdo zlato ima nizko čistost in se pogosto uporablja v zlatih prstih (robni konektorji na tiskanih vezjih), kontaktih na tiskanih vezjih ali drugih površinah, odpornih proti obrabi. Debelina zlata se lahko razlikuje glede na zahteve. Mehko zlato ima višjo čistost in se pogosto uporablja pri spajanju žic.
Prednost elektrolitskega niklja/zlata
1. Daljši rok trajanja.
2. Primerno za kontaktna stikala in spajanje žic.
3. Trdo zlato je primerno za električno testiranje.
4. Brez svinca (skladno z RoHS)
Šibkost elektrolitskega niklja/zlata
1. Najdražja površinska obdelava.
2. Za galvanizacijo zlatih prstov so potrebne dodatne prevodne žice.
3. Zlato se slabo spajka. Zaradi debeline zlata je debelejše plasti težje spajkati.
ENEPIC
Brezelektronsko nikljanje, brezelektronsko paladijevo potopitveno zlato ali ENEPIG se vse pogosteje uporablja za površinsko obdelavo tiskanih vezij. V primerjavi z ENIG-om ENEPIG doda dodatno plast paladija med nikelj in zlato, da dodatno zaščiti nikljevo plast pred korozijo in prepreči nastanek črnih blazinic, ki se zlahka oblikujejo pri postopku površinske obdelave ENIG. Debelina nanosa niklja je približno 3–6 µm, debelina paladija je približno 0,1–0,5 µm, debelina zlata pa 0,02–0,1 µm. Čeprav je debelina zlata manjša kot pri ENIG-u, je ENEPIG dražji. Vendar pa je nedavni padec stroškov paladija ceno ENEPIG-a naredil dostopnejšo.
Prednost ENEPIG-a
1. Ima vse prednosti ENIG-a, brez pojava črne blazinice.
2. Primernejši za spajanje žic kot ENIG.
3. Ni nevarnosti korozije.
4. Dolg čas skladiščenja, brez svinca (skladno z RoHS)
Slabost ENEPIG-a
1. Kompleksen proces, težko ga je nadzorovati.
2. Visoki stroški.
3. Gre za relativno novo metodo, ki še ni zrela.