Οποιοσδήποτε εμπλέκεται στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος ( PCB ) η βιομηχανία κατανοεί ότι τα PCB έχουν χάλκινα φινιρίσματα στην επιφάνειά τους.Αν μείνουν απροστάτευτα τότε ο χαλκός θα οξειδωθεί και θα αλλοιωθεί, καθιστώντας την πλακέτα κυκλώματος άχρηστη.Το φινίρισμα της επιφάνειας αποτελεί μια κρίσιμη διεπαφή μεταξύ του εξαρτήματος και του PCB.Το φινίρισμα έχει δύο βασικές λειτουργίες, την προστασία του εκτεθειμένου κυκλώματος χαλκού και την παροχή μιας συγκολλήσιμης επιφάνειας κατά τη συναρμολόγηση (συγκόλληση) των εξαρτημάτων στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.

HASL / Χωρίς μόλυβδο HASL

Το HASL είναι το κυρίαρχο φινίρισμα επιφάνειας που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία.Η διαδικασία συνίσταται στη βύθιση των πλακών κυκλωμάτων σε ένα λιωμένο δοχείο από κράμα κασσίτερου/μόλυβδου και στη συνέχεια στην αφαίρεση της περίσσειας συγκόλλησης χρησιμοποιώντας «μαχαίρια αέρα», τα οποία φυσούν ζεστό αέρα σε όλη την επιφάνεια της πλακέτας.

Ένα από τα ακούσια πλεονεκτήματα της διαδικασίας HASL είναι ότι θα εκθέσει το PCB σε θερμοκρασίες έως και 265°C, γεγονός που θα εντοπίσει τυχόν προβλήματα αποκόλλησης πολύ πριν συνδεθούν ακριβά εξαρτήματα στην πλακέτα.

Φινιρισμένη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος διπλής όψης HASL

Πλεονεκτήματα:

• Χαμηλό κόστος
• Ευρέως διαθέσιμο
• Επανεργάσιμο
• Εξαιρετική διάρκεια ζωής

Μειονεκτήματα:

• Ανώμαλες Επιφάνειες
• Δεν είναι καλό για καλό βήμα
• Περιέχει μόλυβδο (HASL)
• Θερμικό Σοκ
• Solder Bridging
• Βυσματωμένες ή μειωμένες PTH (Επιμεταλλωμένες οπές)

Immersion Tin

Σύμφωνα με την IPC, η Association Connecting Electronics Industry, Immersion Tin (ISn) είναι ένα μεταλλικό φινίρισμα που εναποτίθεται από μια χημική αντίδραση μετατόπισης που εφαρμόζεται απευθείας πάνω από το βασικό μέταλλο της πλακέτας κυκλώματος, δηλαδή τον χαλκό.Το ISn προστατεύει τον υποκείμενο χαλκό από την οξείδωση κατά την προβλεπόμενη διάρκεια ζωής του.

Ωστόσο, ο χαλκός και ο κασσίτερος έχουν ισχυρή συγγένεια μεταξύ τους.Η διάχυση του ενός μετάλλου στο άλλο θα συμβεί αναπόφευκτα, επηρεάζοντας άμεσα τη διάρκεια ζωής της απόθεσης και την απόδοση του φινιρίσματος.Οι αρνητικές επιπτώσεις της ανάπτυξης των κασσίτερου μουστάκια περιγράφονται καλά στη βιβλιογραφία που σχετίζεται με τη βιομηχανία και σε θέματα αρκετών δημοσιευμένων εργασιών.

Πλεονεκτήματα:

• Επίπεδη επιφάνεια
• Όχι Pb
• Επανεργάσιμο
• Κορυφαία επιλογή για εισαγωγή καρφίτσας Press Fit

Μειονεκτήματα:

• Εύκολο να προκαλέσει ζημιά χειρισμού
• Η διαδικασία χρησιμοποιεί καρκινογόνο (θειουρία)
• Ο εκτεθειμένος κασσίτερος στην τελική συναρμολόγηση μπορεί να διαβρωθεί
• Tin Whiskers
• Δεν είναι καλό για πολλαπλές διαδικασίες επαναροής/συναρμολόγησης
• Δύσκολη η μέτρηση του πάχους

Immersion Silver

Το Immersion silver είναι ένα μη ηλεκτρολυτικό χημικό φινίρισμα που εφαρμόζεται βυθίζοντας το PCB χαλκού σε μια δεξαμενή ιόντων αργύρου.Είναι ένα φινίρισμα καλής επιλογής για πλακέτες κυκλωμάτων με θωράκιση EMI και χρησιμοποιείται επίσης για επαφές θόλου και συγκόλληση καλωδίων.Το μέσο πάχος επιφάνειας του αργύρου είναι 5-18 μικροίντσες.

Με τις σύγχρονες περιβαλλοντικές ανησυχίες όπως το RoHS και το WEE, το ασήμι εμβάπτισης είναι περιβαλλοντικά καλύτερο από το HASL και το ENIG.Είναι δημοφιλές και λόγω του μικρότερου κόστους του από το ENIG.

Πλεονεκτήματα:

• Εφαρμόζεται πιο ομοιόμορφα από το HASL
• Περιβαλλοντικά καλύτερο από το ENIG και το HASL
• Διάρκεια ζωής ίση με HASL
• Πιο οικονομικά αποδοτικό από το ENIG

Μειονεκτήματα:

• Πρέπει να συγκολληθεί εντός της ημέρας που θα αφαιρεθεί το PCB από την αποθήκευση
• Μπορεί να αμαυρωθεί εύκολα με ακατάλληλο χειρισμό
• Λιγότερο ανθεκτικό από το ENIG λόγω έλλειψης στρώματος νικελίου από κάτω

OSP / Entek

Το OSP (Organic Solderability Preservative) ή αντι-μαυριδικό προστατεύει την επιφάνεια του χαλκού από την οξείδωση εφαρμόζοντας ένα πολύ λεπτό προστατευτικό στρώμα υλικού πάνω από τον εκτεθειμένο χαλκό, συνήθως χρησιμοποιώντας μια διαδικασία μεταφοράς.

Χρησιμοποιεί μια οργανική ένωση με βάση το νερό που συνδέεται επιλεκτικά με τον χαλκό και παρέχει ένα οργανομεταλλικό στρώμα που προστατεύει τον χαλκό πριν από τη συγκόλληση.Είναι επίσης εξαιρετικά πράσινο περιβαλλοντικά σε σύγκριση με τα άλλα κοινά φινιρίσματα χωρίς μόλυβδο, τα οποία υποφέρουν είτε από πιο τοξικά είτε από σημαντικά υψηλότερη κατανάλωση ενέργειας.

Πλεονεκτήματα:

• Επίπεδη επιφάνεια
• Όχι Pb
• Απλή Διαδικασία
• Επανεργάσιμο
• Αποδοτική

Μειονεκτήματα:

• Δεν υπάρχει τρόπος μέτρησης του πάχους
• Δεν είναι καλό για PTH (Plated Through Holes)
• Σύντομη διάρκεια ζωής
• Μπορεί να προκαλέσει προβλήματα ΤΠΕ
• Εκτεθειμένο Cu στην τελική συναρμολόγηση
• Ευαίσθητο χειρισμό

Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG)

Το ENIG είναι μια μεταλλική επίστρωση δύο στρώσεων 2-8 μin Au πάνω από 120-240 μin Ni.Το νικέλιο είναι το φράγμα για τον χαλκό και είναι η επιφάνεια στην οποία είναι πραγματικά συγκολλημένα τα εξαρτήματα.Ο χρυσός προστατεύει το νικέλιο κατά την αποθήκευση και παρέχει επίσης τη χαμηλή αντίσταση επαφής που απαιτείται για τα λεπτά κοιτάσματα χρυσού.Το ENIG είναι πλέον αναμφισβήτητα το πιο χρησιμοποιούμενο φινίρισμα στη βιομηχανία PCB λόγω της ανάπτυξης και της εφαρμογής του κανονισμού RoHs.

Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος με Chem Gold φινίρισμα επιφάνειας

Πλεονεκτήματα:

• Επίπεδη επιφάνεια
• Όχι Pb
• Καλό για PTH (Plated Through Holes)
• Μεγάλη διάρκεια ζωής

Μειονεκτήματα:

• Ακριβός
• Μη επαναλειτουργικό
• Black Pad / Μαύρο Νικέλιο
• Ζημιά από Ε.Τ
• Απώλεια σήματος (RF)
• Πολύπλοκη Διαδικασία

Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold (ENEPIG)

Το ENEPIG, ένας σχετικά νέος στον κόσμο των φινιρισμάτων της πλακέτας κυκλωμάτων, πρωτοεμφανίστηκε στην αγορά στα τέλη της δεκαετίας του '90.Αυτή η μεταλλική επίστρωση τριών στρωμάτων από νικέλιο, παλλάδιο και χρυσό παρέχει μια επιλογή όπως καμία άλλη: είναι συγκολλήσιμη.Η πρώτη ρωγμή της ENEPIG σε μια επεξεργασία επιφάνειας μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος διέλυσε την κατασκευή λόγω του εξαιρετικά υψηλού κόστους στρώματος παλλαδίου και της χαμηλής ζήτησης χρήσης.

Η ανάγκη για ξεχωριστή γραμμή παραγωγής δεν ήταν δεκτική για αυτούς τους ίδιους λόγους.Πρόσφατα, η ENEPIG επέστρεψε, καθώς η δυνατότητα κάλυψης της αξιοπιστίας, των αναγκών συσκευασίας και των προτύπων RoHS είναι ένα πλεονέκτημα με αυτό το φινίρισμα.Είναι ιδανικό για εφαρμογές υψηλής συχνότητας όπου η απόσταση είναι περιορισμένη.

Σε σύγκριση με τα άλλα τέσσερα κορυφαία φινιρίσματα, το ENIG, το Lead Free-HASL, το immersion silver και το OSP, το ENEPIG υπερτερεί όλων των επιδόσεων σε επίπεδο διάβρωσης μετά τη συναρμολόγηση.

Πλεονεκτήματα:

• Εξαιρετικά επίπεδη επιφάνεια
• Χωρίς περιεχόμενο μολύβδου
• Συναρμολόγηση πολλαπλών κύκλων
• Άριστες αρθρώσεις συγκόλλησης
• Συρματοδέσιμο
• Χωρίς κινδύνους διάβρωσης
• Διάρκεια ζωής 12 μήνες ή μεγαλύτερη
• Χωρίς κίνδυνο μαύρου μαξιλαριού

Μειονεκτήματα:

• Ακόμα κάπως πιο ακριβό
• Είναι επαναλειτουργικό με ορισμένους περιορισμούς
• Όρια επεξεργασίας

Χρυσός – Σκληρός χρυσός

Ο σκληρός ηλεκτρολυτικός χρυσός αποτελείται από ένα στρώμα χρυσού επικαλυμμένο πάνω από ένα στρώμα φραγμού νικελίου.Ο σκληρός χρυσός είναι εξαιρετικά ανθεκτικός και εφαρμόζεται πιο συχνά σε περιοχές με υψηλή φθορά, όπως τα δάχτυλα των άκρων και τα πληκτρολόγια.

Σε αντίθεση με το ENIG, το πάχος του μπορεί να ποικίλλει ελέγχοντας τη διάρκεια του κύκλου επιμετάλλωσης, αν και οι τυπικές ελάχιστες τιμές για τα δάχτυλα είναι 30 μin χρυσού έναντι 100 μin νικελίου για την Κατηγορία 1 και την Κατηγορία 2, 50 μin χρυσό έναντι 100 μin νικέλιο για την Κλάση 3.

Ο σκληρός χρυσός δεν εφαρμόζεται γενικά σε περιοχές με δυνατότητα συγκόλλησης, λόγω του υψηλού κόστους και της σχετικά κακής συγκόλλησης.Το μέγιστο πάχος που η IPC θεωρεί ότι μπορεί να συγκολληθεί είναι 17,8 μin, επομένως εάν αυτός ο τύπος χρυσού πρέπει να χρησιμοποιηθεί σε επιφάνειες προς συγκόλληση, το συνιστώμενο ονομαστικό πάχος θα πρέπει να είναι περίπου 5-10 μin.

Πλεονεκτήματα:

• Σκληρή, ανθεκτική επιφάνεια
• Όχι Pb
• Μεγάλη διάρκεια ζωής

Μειονεκτήματα:

• Πολύ ακριβό
• Έξτρα Επεξεργασία / Εντάσεως Εργασίας
• Χρήση Resist / Tape
• Απαιτούνται επιμετάλλωση / μπάρες λεωφορείου
• Διαχωρισμός
• Δυσκολία με άλλα επιφανειακά φινιρίσματα
• Η χαρακτική υποκοπή μπορεί να οδηγήσει σε σχίσιμο / ξεφλούδισμα
• Δεν συγκολλάται πάνω από 17 μmin
• Το φινίρισμα δεν ενθυλακώνει πλήρως ίχνη πλευρικών τοιχωμάτων, εκτός από τις περιοχές των δακτύλων

Ψάχνετε για ένα ειδικό φινίρισμα επιφάνειας για την πλακέτα κυκλώματος σας;