Verschiedene Arten der Oberflächenveredelung von Leiterplatten

一、Was ist Oberflächenveredelung?

Bei der PCB-Oberflächenbehandlung handelt es sich um die Metall-auf-Metall-Verbindung zwischen blankem Kupfer und Bauteilen im schweißbaren Bereich der Leiterplatte.Die Leiterplatte hat eine Kupferbasisoberfläche, die ohne Leiterplattenschutzbeschichtung leicht oxidiert, sodass eine Oberflächenveredelung erforderlich ist.Die Oberflächenbehandlung von Leiterplatten hat zwei Hauptfunktionen: Zum einen soll sie den freiliegenden Kupferkreis schützen, zum anderen soll sie beim Schweißen schweißbare Oberflächenkomponenten auf der Leiterplatte bereitstellen.

Was sind die Oberflächenveredelungsarten von Leiterplatten?

1、HASL

HASL ist eine der am häufigsten verwendeten und kostengünstigsten Oberflächenbehandlungen in der Branche.Es wird in zwei Typen unterteilt: einer ist bleihaltiges Zinn und einer ist bleifreies Zinn.HASL-Leiterplatten werden mittlerweile häufig in SMT-Prozessen verwendet.

Vorteile von HASL:

Ausreichende Versorgung, Wiederbearbeitbar, Hervorragende Haltbarkeit, Hervorragende Schweißbarkeit, Niedrige Kosten, Längere Lagerzeit, Ermöglicht große Verarbeitungsfenster, Geeignet für bleifreies Schweißen usw.

Nachteile von HASL:

Unebene Oberflächen, nicht geeignet für dünne Abstände, thermischer Schock, nicht geeignet für HDI-Platinen, Lötbrücken usw.

2、Tauchzinn

Immersionszinn ist ein Metallfinish, das durch eine chemische Verdrängungsreaktion abgeschieden und direkt auf das Grundmetall (z. B. Kupfer) der Leiterplatte aufgetragen wird.Es schützt das darunter liegende Kupfer während der vorgesehenen Haltbarkeitsdauer vor Oxidation.Da alle Lote auf Zinn basieren, kann die Zinnschicht zu jeder Art von Lot passen.

Vorteile von Tauchzinn:

Hervorragende Ebenheit, geeignet für dünne Pitch-/BGA-/kleinere Komponenten, Pressen für die richtige Oberfläche, gute Schweißbarkeit nach mehreren thermischen Verschiebungen, geeignet für horizontale Produktionslinien usw.

Nachteile von Tauchzinn:

Empfindlich bei der Handhabung, kurze Haltbarkeit, nach 6 Monaten treten Zinnwhisker auf, erosiv gegenüber der Lötwiderstandsschicht, nicht für die Verwendung mit einer Abziehmaske usw. empfohlen.

3、Immersion Gold (ENIG)

Die ENIG-Oberfläche war in der Vergangenheit die beste (flache) Oberfläche mit feiner Teilung und bleifreier Option.Es handelt sich um einen zweistufigen Prozess, bei dem eine dünne Goldschicht auf eine dünne Nickelschicht aufgetragen wird.Nickel fungiert als Barriere gegenüber Kupfer und ist die Oberfläche, an die die Komponenten tatsächlich geschweißt werden, während Gold Nickel während der Lagerung schützt.Die Rolle von Au besteht darin, die Oxidation von Ni während der Lagerung zu verhindern und so die Haltbarkeit zu verlängern. Der Goldablagerungsprozess führt jedoch auch zu einer hervorragenden Oberflächenglätte.

Vorteile von Immersionsgold:

Flache Oberfläche, geeignet für PTH (durchkontaktierte Löcher), lange Haltbarkeit usw.

Nachteile von Immersionsgold:

Teuer, vom Umtausch ausgeschlossen, Signalverlust, komplexer Prozess usw.

4、OSP

Normalerweise trägt OSP mithilfe eines Förderverfahrens eine sehr dünne Materialschutzschicht auf freiliegendes Kupfer auf und schützt so die Kupferoberfläche vor Oxidation.Dieser Film muss die Eigenschaften Oxidationsbeständigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit usw. aufweisen, um die Kupferoberfläche unter normalen Bedingungen vor Rost (Oxidation oder Vulkanisation usw.) zu schützen.Beim anschließenden Hochtemperaturschweißen muss dieser Schutzfilm jedoch durch das Flussmittel schnell entfernt werden können, damit sich die blanke, saubere Kupferoberfläche sofort mit dem geschmolzenen Lot verbinden kann und in kürzester Zeit eine feste Lötverbindung entsteht.Mit anderen Worten: Das OSP fungiert als Barriere zwischen Kupfer und Luft.

Vorteile von OSP:

Flache Oberfläche, einfacher Prozess, sehr glatte Oberfläche, bleifreies Schweißen und SMT, nachbearbeitbar, Umweltschutz, Kosteneffizienz

Nachteile von OSP:

Die Dicke kann nicht gemessen werden. Nicht für PTH (durchkontaktierte Löcher) geeignet. Kurze Haltbarkeitsdauer. Mehr als zweimaliges Schweißen (Nacharbeiten) ist nicht möglich. Unbequem für optische und elektrische Zwecke testen.

5、Immersionssilber (ImAg)

Immersionssilber ist eine nicht-elektrolytische chemische Oberflächenbehandlung, die durch Eintauchen einer Kupferplatine in einen Silberionentank angewendet wird.Es ist ideal für Leiterplatten mit EMI-Abschirmung und wird auch für Kuppelkontakte und Lead-Bonding verwendet.Die durchschnittliche Oberflächendicke von Silber beträgt 5–18 Mikrozoll.Unter Berücksichtigung moderner Umweltthemen wie RoHS und WEE ist versunkenes Silber umweltfreundlicher als HASL und ENIG.Es ist auch deshalb beliebt, weil es weniger kostet als ENIG.

Vorteile von Immersionssilber:

Hohe Schweißbarkeit, gute Oberflächenglätte, niedrige Kosten und bleifrei (RoHS-konform),

Nachteile von Immersionssilber:

Hoher Lagerbedarf, leichte Kontamination, kurzes Montagefenster nach Entnahme aus der Verpackung, Schwierigkeiten bei der elektrischen Prüfung usw.

6、Elektroloses Nickel, stromloses Palladium-Immersionsgold (ENEPIG)

Das chemisch imprägnierte Goldbeschichtungsmaterial weist einen Kupfer-Nickel-Palladium-Gold-Schichtaufbau auf, der direkt mit der Leiterplattenbeschichtung verbunden werden kann.Die letzte Goldschicht ist sehr dünn, wie es bei ENIG der Fall ist.Die Goldschicht ist wie bei ENIG weich, so dass übermäßige mechanische Beschädigungen oder tiefe Kratzer die Palladiumschicht freilegen können.Im Vergleich zu ENIG verfügt ENEPIG PCB über eine zusätzliche Palladiumschicht zwischen Nickel und Gold, die die Nickelschicht zusätzlich vor Korrosion schützt und die schwarze Matte verhindert, die bei ENIG-Oberflächen auftreten kann.Der Unterschied zwischen ENEPIG und ENIG ist die hinzugefügte Palladiumschicht.Palladium trägt dazu bei, die Nickelschicht vor Korrosion zu schützen, was einer der wesentlichen Vorteile von ENEPIG gegenüber der Oberflächenbeschaffenheit von ENIG ist.Die auf dem Palladium befindliche Goldabscheidungsschicht bietet einen nahezu vollständigen Schutz der Leiterplatte, indem sie das darunter liegende Palladium schützt und konserviert.

Vorteile von ENEPIG:

Extrem flache Oberfläche, bleifreier Inhalt, Mehrzyklusmontage, hervorragende Lötverbindungen, kein Korrosionsrisiko, Haltbarkeit von 12 Monaten oder mehr usw.

Nachteile von ENEPIG:

Immer noch etwas teuer, wiederverwendbar, aber mit einigen Einschränkungen, Verarbeitungsbeschränkungen.

7、Elektrolytisches Hartgold

Hartgold, in der Fachsprache hartes elektrolytisches Gold genannt, besteht aus einer vergoldeten Schicht auf einer Nickelbeschichtung.Die Reinheit der Vergoldung klassifiziert diese Oberflächenbehandlung als Hartgold (Reinheit 99,6 %) oder Weichgold (Reinheit 99,9 %) und wird häufig in stark beanspruchten Bereichen wie Kantenverbinderfingern verwendet.

Die Dicke der Hartgoldoberfläche variiert von Anwendung zu Anwendung.Wenn Hartgold in militärischen Anwendungen verwendet wird, sollte die Mindestdicke 50–100 Mikrozoll betragen.25 bis 50 Mikrozoll für nichtmilitärische Anwendungen.

Vorteile von Hartgold:

Harte, haltbare Oberfläche, bleifrei, lange Haltbarkeit.

Nachteile von Hartgold:

Sehr teuer, extra verarbeitungs-/arbeitsintensiv, Beschichtung erforderlich, geätzte Bodenschnitte können zu Rissen/Abblättern führen, kein Schweißen über 17 μin usw.