Вы знаете, сколько существует типов процессов обработки поверхности для печатных плат? Давайте вместе это выясним!

Из-за склонности меди к окислению на воздухе наличие оксида меди значительно влияет на пайку, что может привести к проблемам, таким как ложная пайка и недостаточное соединение, что в конечном итоге может препятствовать правильной пайке между площадками печатной платы и компонентами. Чтобы уменьшить эти проблемы, производство печатных плат включает важный этап нанесения защитного покрытия или покрытия на поверхность площадки для предотвращения окисления.

В настоящее время производители печатных плат используют различные процессы обработки поверхности, включая горячее паяльное нивелирование (HASL), погружение в олово, погружение в серебро, органический консервант для пайки (OSP), безэлектролитное никелирование с погружением в золото (ENIG) и электролитное золото. Кроме того, для определенных приложений может потребоваться специализированная обработка поверхности печатной платы.

Каждый из этих процессов обработки поверхности имеет свои преимущества и недостатки, а также разные затраты и применимость для различных сценариев. Выбор наиболее подходящей обработки включает баланс между эффективностью и экономичностью. Важно понимать и использовать преимущества каждой техники для оптимизации работы печатной платы.

Теперь давайте проведем сравнительный анализ этих процессов обработки поверхности печатных плат, рассмотрев их преимущества, недостатки и подходящие сценарии применения.

1. Голая медь:

Преимущества: Низкая стоимость, гладкая поверхность, отличная паяльная способность (в условиях без окисления).

Недостатки: Уязвимость к кислотам и влажности, не может храниться в течение продолжительного времени после вскрытия (в течение 2 часов) из-за окисления меди. Не подходит для двухсторонних печатных плат, так как вторая сторона окисляется после первой пайки волной. Для проверочных точек требуется добавление паяльной пасты для предотвращения окисления и обеспечения хорошего контакта с зондом.

2. Горячее паяльное нивелирование (HASL):

Преимущества: Относительно низкая стоимость, отличная паяльная производительность.

Минусы: Непригоден для пайки компонентов с мелким шагом выводов и маленьких компонентов из-за плохой поверхности. Склонен к образованию припоя во время обработки ПП, что может вызвать короткое замыкание на выводах компонентов с мелким шагом. При двусторонней SMT-обработке переплавление второй стороны может вызвать переплавление покрытия HASL, что приведет к неровной поверхности, влияющей на пайку.

3. Органический паяльный консервант (OSP):

Плюсы: Сохраняет все преимущества пайки на голом медном проводнике, и платы, просроченные в течение трех месяцев, могут быть переработаны еще раз.

Минусы: Чувствителен к кислотам и влажности. Вторичная пайка требует определенного временного интервала, при этом вторая пайка обычно дает худшие результаты. Если хранить более трех месяцев, необходимо повторно обработать поверхность. После вскрытия OSP нужно использовать в течение 24 часов. OSP действует как изоляционный слой, что требует добавления паяльной пасты для удаления слоя OSP при электрическом тестировании.

4. Электролитическое никелирование с золотом (ENIG):

Плюсы: Устойчив к окислению, что позволяет продлить срок хранения. Обеспечивает гладкую поверхность, подходящую для пайки компонентов с мелким шагом выводов и маленьких компонентов. Предпочтительно для ПП с клавиатурами. Может пройти несколько процессов рефловой пайки с минимальным влиянием на паяемость. Также используется в качестве базового материала для проводной связи Chip On Board (COB).

Минусы: Более высокая стоимость, более низкая прочность пайки из-за использования электролитического никеля, что может привести к проблемам с черными пятнами. Слой никеля может окисляться со временем, что влияет на долгосрочную надежность.

5. Погружение в серебро:

Плюсы: Погружение в серебро более экономично, чем погружение в золото. Это отличный выбор, когда на ПП требуется функциональность соединения и снижение стоимости. С хорошей поверхностной ровностью и контактными свойствами погружение в серебро предпочтительно в коммуникационных продуктах, автомобильных приложениях и компьютерных периферийных устройствах. Оно находит применение в высокоскоростном сигнальном дизайне и приложениях с высокой частотой сигнала. EMS (Электронные производственные услуги) рекомендует погружение в серебро за его легкость сборки и превосходную проверяемость.

Минусы: Однако погружение в серебро может иметь проблемы, такие как потеря блеска и пустоты при пайке, что приводит к медленному росту (но не упадку) по сравнению с другими обработками поверхности.

6. Электропокрытие оловом:

Преимущества: Электропокрытие оловом появилось в процессах поверхностной обработки около десяти лет назад, под влиянием требований автоматизированного производства. Оно не вводит новых элементов во время пайки и особенно подходит для связи задних панелей.

Недостатки: Вне периода хранения ПП, олово теряет свою паяемость, что требует правильных условий хранения. Кроме того, наличие канцерогенов в процессе оловяния привело к ограничениям на его использование.