Kdokoli zapojený do desky s plošnými spoji ( PCB ) průmysl pochopil, že PCB mají na svém povrchu měděnou úpravu.Pokud zůstanou nechráněné, měď zoxiduje a znehodnotí, čímž se deska s obvody stane nepoužitelnou.Povrchová úprava tvoří kritické rozhraní mezi součástkou a DPS.Povrchová úprava má dvě základní funkce, chránit nechráněné měděné obvody a poskytovat pájecí povrch při montáži (pájení) součástek na desku s plošnými spoji.

HASL / Lead Free HASL

HASL je převládající povrchová úprava používaná v průmyslu.Proces spočívá v ponoření desek plošných spojů do roztavené nádoby ze slitiny cínu a olova a následném odstranění přebytečné pájky pomocí „vzduchových nožů“, které foukají horký vzduch přes povrch desky.

Jednou z nezamýšlených výhod procesu HASL je to, že vystaví desku plošných spojů teplotám až 265 °C, což odhalí případné problémy s delaminací ještě předtím, než budou k desce připojeny drahé komponenty.

Dokončená oboustranná deska s plošnými spoji HASL

výhody:

• Nízké náklady
• Široce dostupný
• Znovu zpracovatelné
• Vynikající životnost

Nevýhody:

• Nerovné povrchy
• Není dobré pro Fine Pitch
• Obsahuje olovo (HASL)
• Tepelný šok
• Pájecí přemostění
• Zapojené nebo redukované PTH (pokovené průchozí otvory)

Ponořovací cín

Podle IPC, Association Connecting Electronics Industry, Immersion Tin (ISn) je kovová povrchová úprava nanášená chemickou vytěsňovací reakcí, která se aplikuje přímo na základní kov desky plošných spojů, tedy měď.ISn chrání podkladovou měď před oxidací po dobu její zamýšlené skladovatelnosti.

Měď a cín však mají k sobě silnou afinitu.Nevyhnutelně dojde k difúzi jednoho kovu do druhého, což má přímý dopad na skladovatelnost návaru a výkon povrchové úpravy.Negativní účinky růstu cínových vousů jsou dobře popsány v průmyslové literatuře a tématech několika publikovaných prací.

výhody:

• Plochý povrch
• Žádné Pb
• Znovu zpracovatelné
• Nejlepší volba pro vkládání kolíků s lisovaným uložením

Nevýhody:

• Snadno způsobující poškození při manipulaci
• Proces využívá karcinogen (thiomočovinu)
• Odkrytý plech na konečné montáži může korodovat
• Plechové vousy
• Není vhodné pro vícenásobné přeformátování/procesy sestavení
• Obtížné měření tloušťky

Imerzní stříbro

Imerzní stříbro je neelektrolytická chemická povrchová úprava aplikovaná ponořením měděné desky plošných spojů do nádrže s ionty stříbra.Je to dobrá volba povrchové úpravy pro desky plošných spojů se stíněním EMI a používá se také pro kupolové kontakty a spojování vodičů.Průměrná povrchová tloušťka stříbra je 5-18 mikropalců.

S moderními ekologickými zájmy, jako je RoHS a WEE, je imerzní stříbro z hlediska životního prostředí lepší než HASL i ENIG.Je oblíbený také díky nižší ceně než ENIG.

výhody:

• Aplikuje se rovnoměrněji než HASL
• Ekologicky lepší než ENIG a HASL
• Trvanlivost rovná HASL
• Cenově výhodnější než ENIG

Nevýhody:

• Musí být připájen do dne vyskladnění desky plošných spojů
• Při nesprávné manipulaci lze snadno zašpinit
• Méně odolné než ENIG, protože pod ním není žádná vrstva niklu

OSP / Entek

OSP (Organic Solderability Preservative) nebo anti-tarnish chrání měděný povrch před oxidací nanesením velmi tenké ochranné vrstvy materiálu na odkrytou měď, obvykle pomocí dopravního procesu.

Používá organickou sloučeninu na vodní bázi, která se selektivně váže na měď a poskytuje organokovovou vrstvu, která chrání měď před pájením.Je také extrémně ekologicky šetrný ve srovnání s ostatními běžnými bezolovnatými povrchovými úpravami, které trpí buď toxičtějšími nebo podstatně vyšší spotřebou energie.

výhody:

• Plochý povrch
• Žádné Pb
• Jednoduchý proces
• Znovu zpracovatelné
• Nákladově efektivní

Nevýhody:

• Žádný způsob, jak měřit tloušťku
• Nevhodné pro PTH (pokovené průchozí otvory)
• Krátká doba použitelnosti
• Může způsobit problémy s ICT
• Odkrytá Cu na konečné montáži
• Citlivá manipulace

Bezproudové niklové imerzní zlato (ENIG)

ENIG je dvouvrstvý kovový povlak 2-8 μin Au nad 120-240 μin Ni.Nikl je bariérou mědi a je to povrch, ke kterému jsou součásti skutečně připájeny.Zlato chrání nikl během skladování a také poskytuje nízký kontaktní odpor potřebný pro tenké usazeniny zlata.ENIG je nyní pravděpodobně nejpoužívanější povrchovou úpravou v průmyslu PCB kvůli růstu a implementaci nařízení RoHs.

Deska s plošnými spoji s povrchovou úpravou Chem Gold

výhody:

• Plochý povrch
• Žádné Pb
• Dobré pro PTH (pokovené průchozí otvory)
• Dlouhá životnost

Nevýhody:

• Drahý
• Nelze znovu zpracovat
• Black Pad / Black Nickel
• Poškození od ET
• Ztráta signálu (RF)
• Složitý proces

Bezproudový nikl Bezproudové palladiové imerzní zlato (ENEPIG)

ENEPIG, relativní nováček ve světě povrchových úprav obvodových desek, poprvé přišel na trh koncem 90. let.Tento třívrstvý kovový povlak z niklu, palladia a zlata poskytuje možnost jako žádná jiná: je lepitelný.První trhlina společnosti ENEPIG na povrchové úpravě desky s tištěnými spoji zklamala ve výrobě kvůli extrémně vysoké vrstvě palladia a nízké náročnosti na použití.

Potřeba samostatné výrobní linky nebyla přijatelná ze stejných důvodů.V poslední době se ENEPIG vrátil, protože potenciál splnit požadavky na spolehlivost, balení a normy RoHS jsou plusem této povrchové úpravy.Je ideální pro vysokofrekvenční aplikace, kde je omezený rozestup.

Ve srovnání s ostatními čtyřmi nejlepšími povrchovými úpravami, ENIG, Lead Free-HASL, ponorná stříbrná a OSP, ENEPIG překonává všechny na úrovni koroze po montáži.

výhody:

• Extrémně plochý povrch
• Žádný hlavní obsah
• Vícecyklová montáž
• Vynikající pájené spoje
• Spojovací drát
• Žádná rizika koroze
• 12 měsíců nebo delší trvanlivost
• Žádné riziko černé podložky

Nevýhody:

• Stále o něco dražší
• S určitými omezeními lze znovu pracovat
• Limity zpracování

Zlato – tvrdé zlato

Tvrdé elektrolytické zlato se skládá z vrstvy zlata pokovené bariérovým povlakem niklu.Tvrdé zlato je extrémně odolné a nejčastěji se používá na místech s vysokým opotřebením, jako jsou prsty okrajového konektoru a klávesnice.

Na rozdíl od ENIG se jeho tloušťka může měnit řízením délky cyklu pokovování, ačkoli typické minimální hodnoty pro prsty jsou 30 μin zlata nad 100 μin niklu pro třídu 1 a třídu 2, 50 μin zlata nad 100 μin niklu pro třídu 3.

Tvrdé zlato se obecně nepoužívá na pájitelné oblasti kvůli jeho vysoké ceně a relativně špatné pájitelnosti.Maximální tloušťka, kterou IPC považuje za pájitelnou, je 17,8 μin, takže pokud musí být tento typ zlata použit na povrchy, které se mají pájet, měla by být doporučená nominální tloušťka asi 5-10 μin.

výhody:

• Tvrdý, odolný povrch
• Žádné Pb
• Dlouhá životnost

Nevýhody:

• Velmi drahý
• Extra zpracování / Náročné na práci
• Použití Resist / Tape
• Je vyžadováno oplechování / přípojnice
• Vymezení
• Obtížnost s jinými povrchovými úpravami
• Leptání Podříznutí může vést k odřezávání / odlupování
• Nepájené Nad 17 μin
• Povrchová úprava zcela nezapouzdřuje boční stěny, s výjimkou oblastí prstů

Hledáte speciální povrchovou úpravu pro vaši obvodovou desku?