Ktokoľvek zapojený do dosky plošných spojov ( PCB ) priemysel pochopil, že PCB majú na svojom povrchu medenú povrchovú úpravu.Ak zostanú nechránené, meď bude oxidovať a znehodnotiť, čím sa doska plošných spojov stane nepoužiteľná.Povrchová úprava tvorí kritické rozhranie medzi komponentom a doskou plošných spojov.Povrchová úprava má dve základné funkcie, chrániť odkryté medené obvody a poskytnúť spájkovateľný povrch pri montáži (spájkovaní) komponentov na dosku plošných spojov.

HASL / Lead Free HASL

HASL je prevládajúca povrchová úprava používaná v priemysle.Proces pozostáva z ponorenia dosiek plošných spojov do roztavenej nádoby zo zliatiny cínu/olova a následného odstránenia prebytočnej spájky pomocou „vzduchových nožov“, ktoré fúkajú horúci vzduch cez povrch dosky.

Jednou z nezamýšľaných výhod procesu HASL je, že vystaví dosku plošných spojov teplotám až do 265 °C, čo identifikuje akékoľvek potenciálne problémy s delamináciou v dostatočnom predstihu predtým, ako sa k doske pripevnia drahé komponenty.

Hotová obojstranná doska plošných spojov HASL

Výhody:

• Nízke náklady
• Široko dostupné
• Opätovne spracovateľný
• Výborná trvanlivosť

Nevýhody:

• Nerovnomerné povrchy
• Nevhodné pre Fine Pitch
• Obsahuje olovo (HASL)
• Teplotný šok
• Spájkovacie premostenie
• Zastrčené alebo znížené PTH (pokovované cez otvory)

Ponorný cín

Podľa IPC, Association Connecting Electronics Industry, Immersion Tin (ISn) je kovová povrchová úprava nanesená chemickou vytesňovacou reakciou, ktorá sa aplikuje priamo na základný kov dosky plošných spojov, teda meď.ISn chráni podkladovú meď pred oxidáciou počas jej zamýšľanej skladovateľnosti.

Meď a cín však majú k sebe silnú afinitu.K difúzii jedného kovu do druhého nevyhnutne dôjde, čo priamo ovplyvní trvanlivosť návaru a výkon povrchovej úpravy.Negatívne účinky rastu cínových fúzov sú dobre opísané v odbornej literatúre a témach niekoľkých publikovaných prác.

Výhody:

• Plochý povrch
• Bez Pb
• Opätovne spracovateľný
• Najlepšia voľba pre vloženie kolíka s lisovaným uložením

Nevýhody:

• Ľahko spôsobujúce poškodenie pri manipulácii
• Proces využíva karcinogén (tiomočovina)
• Odkrytý cín na konečnej montáži môže korodovať
• Plechové fúzy
• Nevhodné pre viaceré procesy pretavenia/skladania
• Ťažko merať hrúbku

Ponorné striebro

Imerzné striebro je neelektrolytická chemická úprava aplikovaná ponorením medenej PCB do nádrže s iónmi striebra.Je to dobrá voľba povrchovej úpravy pre dosky plošných spojov s tienením EMI a používa sa aj na kupolové kontakty a spájanie vodičov.Priemerná hrúbka povrchu striebra je 5-18 mikropalcov.

S modernými environmentálnymi problémami, ako sú RoHS a WEE, je ponorné striebro z hľadiska životného prostredia lepšie ako HASL a ENIG.Je obľúbený aj vďaka nižším nákladom ako ENIG.

Výhody:

• Aplikuje sa rovnomernejšie ako HASL
• Ekologicky lepšie ako ENIG a HASL
• Čas použiteľnosti sa rovná HASL
• Cenovo výhodnejšie ako ENIG

Nevýhody:

• Musí sa prispájkovať do dňa vyskladnenia PCB
• Pri nesprávnej manipulácii sa dá ľahko zašpiniť
• Menej odolný ako ENIG, pretože pod ním nie je žiadna vrstva niklu

OSP / Entek

OSP (Organic Solderability Preservative) alebo anti-tarnish chráni medený povrch pred oxidáciou nanesením veľmi tenkej ochrannej vrstvy materiálu na odkrytú meď, zvyčajne s použitím dopravníkového procesu.

Používa organickú zlúčeninu na vodnej báze, ktorá sa selektívne viaže na meď a poskytuje organokovovú vrstvu, ktorá chráni meď pred spájkovaním.Je tiež extrémne ekologický v porovnaní s ostatnými bežnými bezolovnatými povrchovými úpravami, ktoré trpia buď toxickejšími alebo podstatne vyššou spotrebou energie.

Výhody:

• Plochý povrch
• Bez Pb
• Jednoduchý proces
• Opätovne spracovateľný
• Nákladovo efektívne

Nevýhody:

• Žiadny spôsob, ako merať hrúbku
• Nevhodné pre PTH (pokovované cez otvory)
• Krátka doba použiteľnosti
• Môže spôsobiť problémy s IKT
• Odkryté Cu na záverečnej montáži
• Citlivá manipulácia

Bezproudové niklové ponorné zlato (ENIG)

ENIG je dvojvrstvový kovový povlak 2-8 μin Au nad 120-240 μin Ni.Nikel je bariérou pre meď a je to povrch, ku ktorému sú komponenty skutočne spájkované.Zlato chráni nikel počas skladovania a tiež poskytuje nízky kontaktný odpor potrebný pre tenké ložiská zlata.ENIG je teraz pravdepodobne najpoužívanejšou povrchovou úpravou v priemysle PCB kvôli rastu a implementácii nariadenia RoHs.

Doska plošných spojov s povrchovou úpravou Chem Gold

Výhody:

• Plochý povrch
• Bez Pb
• Dobré pre PTH (pokovované cez otvory)
• Dlhá trvanlivosť

Nevýhody:

• drahé
• Nie je možné opätovne spracovať
• Black Pad / Black Nickel
• Poškodenie od ET
• Strata signálu (RF)
• Komplikovaný proces

Bezprúdový nikel Bezproudové paládiové imerzné zlato (ENEPIG)

ENEPIG, relatívny nováčik vo svete povrchových úprav plošných spojov, prvýkrát prišiel na trh koncom 90. rokov.Tento trojvrstvový kovový povlak z niklu, paládia a zlata poskytuje možnosť ako žiadna iná: je lepiteľný.Prvá trhlina ENEPIG na povrchovej úprave dosky s plošnými spojmi zlyhala pri výrobe kvôli extrémne vysokej vrstve paládia a nízkej náročnosti na použitie.

Potreba samostatnej výrobnej linky nebola prijateľná z rovnakých dôvodov.Nedávno sa ENEPIG vrátil, pretože potenciál splniť požiadavky na spoľahlivosť, balenie a normy RoHS sú plusom tejto povrchovej úpravy.Je ideálny pre vysokofrekvenčné aplikácie, kde je obmedzený rozstup.

V porovnaní s ostatnými štyrmi najlepšími povrchovými úpravami, ENIG, Lead Free-HASL, ponorná strieborná a OSP, ENEPIG prekonáva všetky na úrovni korózie po montáži.

Výhody:

• Extrémne plochý povrch
• Žiadny obsah potenciálneho zákazníka
• Viaccyklová zostava
• Vynikajúce spájkovacie spoje
• Drôt lepiteľný
• Žiadne riziká korózie
• Trvanlivosť 12 mesiacov alebo viac
• Žiadne riziko čiernej podložky

Nevýhody:

• Stále o niečo drahšie
• S určitými obmedzeniami je znovu použiteľný
• Limity spracovania

Zlato – tvrdé zlato

Tvrdé elektrolytické zlato pozostáva z vrstvy zlata pokrytej bariérovou vrstvou niklu.Tvrdé zlato je extrémne odolné a najčastejšie sa používa na oblasti s vysokým opotrebovaním, ako sú prsty okrajových konektorov a klávesnice.

Na rozdiel od ENIG sa jeho hrúbka môže meniť riadením trvania cyklu pokovovania, hoci typické minimálne hodnoty pre prsty sú 30 μin zlata nad 100 μin niklu pre triedu 1 a triedu 2, 50 μin zlata nad 100 μin niklu pre triedu 3.

Tvrdé zlato sa vo všeobecnosti nepoužíva na spájkovateľné oblasti kvôli jeho vysokej cene a relatívne zlej spájkovateľnosti.Maximálna hrúbka, ktorú IPC považuje za spájkovateľnú, je 17,8 μin, takže ak sa tento typ zlata musí použiť na spájkované povrchy, odporúčaná nominálna hrúbka by mala byť približne 5-10 μin.

Výhody:

• Tvrdý, odolný povrch
• Bez Pb
• Dlhá trvanlivosť

Nevýhody:

• Veľmi drahý
• Extra spracovanie / Náročné na prácu
• Použitie Resist / Tape
• Vyžaduje sa oplechovanie / zbernice
• Vymedzenie
• Ťažkosti s inými povrchovými úpravami
• Leptanie Podrezanie môže viesť k odlupovaniu / odlupovaniu
• Nespájkovateľné nad 17 μin
• Povrchová úprava úplne nezapuzdrí bočné steny so stopami, s výnimkou oblastí prstov

Hľadáte špeciálnu povrchovú úpravu pre vašu dosku s plošnými spojmi?