PCB-Oberflächenbehandlung

Aufgrund der Oxidationsanfälligkeit der Kupferoberfläche der Leiterplatte an der Luft werden die freiliegenden Bereiche, die nicht von der Lötmaske abgedeckt werden, mit einer Oberflächenbeschichtung versehen, um diese Bereiche vor Oxidation zu schützen. Um den Anforderungen unterschiedlicher Methoden der Weiterverarbeitung gerecht zu werden, werden Oberflächenveredelungen unterschiedlicher Materialien, Preise und Schutzfähigkeiten entwickelt.

Die Oberflächenbeschaffenheit der Leiterplatte ist wie folgt:

• Blankes Kupfer::

  Wie der Begriff schon sagt, bedeutet dies, dass das Kupfer ohne jegliche Abdeckung freiliegt. Vorteile: niedrige Kosten, gute Lötbarkeit und hohe Glätte. Nachteile: kein Schutz und Oxidationsanfälligkeit in der Luft.

• HASL/HAL::

  Eine Zinnschicht wird auf die Oberfläche der Kupferfolie aufgetragen und mit einem Heißluftmesser geglättet. Die Ausrüstung umfasst horizontale und vertikale HASL/HAL. HASL/HAL ist die übliche Oberflächenbehandlung für Leiterplatten.
  
  Vorteile: gute Lötbarkeit, längere Lagerzeit und geringere Kosten.
  Nachteile: Da die Oberflächenglätte des horizontalen HASL/HAL schlecht ist, kommt es beim SMT leicht zu Lötfehlern. Darüber hinaus können Unebenheiten leicht zu Kurzschlüssen führen, wenn der Abstand zwischen den Lötpunkten zu gering ist.
  
  Da für HASL/HAL eine Zinn-Blei-Legierung verwendet wird, befürworten viele Länder in letzter Zeit die Umweltfreundlichkeit; Daher ist das bleifreie HASL eine weitere Option.

• Bleifreies HASL::

  Der Prozess ist derselbe wie bei HASL/HAL; Allerdings ist der Unterschied kein Blei im Inneren. Zu den bleifreien Loten zählen im Allgemeinen SnCuNi- und SnAgCu-Lote.

• Chemisches Nickel-Immersionsgold (ENIG)::

  Beim ENIG handelt es sich um einen Vergoldungsprozess ohne den Einsatz zusätzlicher Elektrizität. Nach der stromlosen Beschichtung der blanken Kupferoberfläche mit Nickel erfolgt im Tank eine Substitutionsreaktion, bei der sich das Gold nach und nach auf der Nickelschicht ablagert, bis die Nickelschicht vollständig vom Gold bedeckt ist. Im Allgemeinen beträgt die Dicke von ENIG etwa 1 bis 5 μ Zoll und die Dicke von Nickel etwa 100 bis 200 μ Zoll.
  
  Vorteile: Für die Galvanisierung ist keine zusätzliche Verkabelung erforderlich, um das PCB-Design zu vereinfachen. Darüber hinaus ist der Lötbereich ziemlich glatt, so dass es selten zu Kurzschlüssen aufgrund von Lötdefekten oder Lötbrücken im BGA kommt.
  Nachteile: höhere Kosten und schlechte Lötfestigkeit nach SMT.

• Vergoldung:

  Bei der Nickelvergoldung wird häufig Hartgold verwendet. Nickel und Gold werden auf der blanken Kupferplatine plattiert, indem Strom über Drähte angeschlossen wird. Normalerweise ist der PCB-Rand für den Ein-/Aussteckbereich vergoldet, wie bei einem Goldfinger. Bei einigen Produkten wird jedoch eine Vollvergoldung oder eine Teilvergoldung gewählt. Im Allgemeinen beträgt die Dicke der Vergoldung etwa 5 bis 30 μ Zoll.
  Vorteile: Die ENIG-Leiterplatte ist robust und langlebig, um die Oxidation nach mehrmaligem Gebrauch zu reduzieren.
  Nachteile: teure und unebene Oberfläche.

• Immersionssilber::

  Immersionssilber ist eine umweltfreundliche Oberflächenveredelung, die auf die Kupferoberfläche einer Leiterplatte aufgebracht wird, um eine gute Verlötung der Komponenten zu gewährleisten. Dabei wird durch eine chemische Reaktion zwischen Silberionen und dem auf der Platine vorhandenen Metall Kupfer eine dünne Silberschicht (6–10 μ“) abgeschieden. Derzeit ist diese Oberflächenveredelung aufgrund ihrer hervorragenden Leistung und erschwinglichen Kosten die beste Wahl. Im Vergleich zu OSP und Immersionsgold ist der Veredelungsprozess mit Silber viel einfacher und schneller. Es kann seine elektrischen Eigenschaften und seine Lötbarkeit auch dann beibehalten, wenn es Hitze, Verschmutzung, Feuchtigkeit usw. ausgesetzt ist. Allerdings läuft es an, da sich unter dem Silber kein Nickel befindet. Diesem Finish mangelt es an physikalischer Festigkeit wie bei Immersionsgold.

• OSP(Organisches Lötbarkeitskonservierungsmittel）:

  OSP ist ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Kupferfolien für Leiterplatten (PCB) gemäß den RoHS-Anweisungen, bei dem eine organische Verbindung auf Wasserbasis verwendet wird, die in normaler Umgebung rostet (Oxidation oder Vulkanisation usw.). Bei den anschließenden Schweißtemperaturen muss sich der Schutzfilm jedoch durch das Flussmittel leicht entfernen lassen, damit sich die freigelegte saubere Kupferoberfläche sofort mit dem geschmolzenen Lot verbinden kann und in kürzester Zeit eine feste Lötstelle entsteht.
  
  Vorteile: Flache Oberfläche, kein Blei, einfacher Prozess, nachbearbeitbar und kostengünstig.
  Nachteile: Keine Möglichkeit, die Dicke zu messen, nicht gut für PTH, kurze Haltbarkeit, kann IKT-Probleme verursachen, freiliegendes Cu bei der Endmontage und empfindliche Handhabung.