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Nella produzione di PCB, le tecnologie di trattamento superficiale comunemente utilizzate sono le seguenti:
L'halting consiste nell'immergere il PCB in stagno-lega fuso e poi livellarlo con aria calda in modo che lo stagno aderisca uniformemente alla superficie del rame, formando uno strato protettivo anti-ossidazione e facilmente saldabile. Il soffiaggio serve a rendere uniforme lo strato di stagno e prevenire accumuli e cortocircuiti.
Esistono due tipi di HASL: verticale e orizzontale. Quello orizzontale è migliore e offre un rivestimento più uniforme.
Flusso del processo: prima micro-sabbiatura (per rendere la superficie del rame ruvida e favorire l'adesione), quindi preriscaldamento, applicazione di flux, spruzzatura di stagno e infine pulizia.
Vantaggi: costo ridotto, utilizzabile ovunque e riparabile in caso di guasti.
Svantaggi: superficie irregolare, non adatto a componenti piccoli, shock termico, non ideale per i fori placcati (PTH), scarsa bagnabilità durante la saldatura.
OSP è un film organico che si forma sulla superficie del rame per prevenire l'ossidazione del rame stesso. Questo film è resistente all'ossidazione, al calore e all'umidità ed è rimovibile con il flussante durante la saldatura, garantendo un buon effetto di saldatura.
Inizialmente venivano utilizzati imidazolo e benzotriazolo, oggi invece si usano prevalentemente molecole di benzimidazolo. Per permettere la saldatura multipla, vengono aggiunti ioni di rame per rendere il film più resistente.
Ciclo di processo: prima sgrassaggio, micro-erosione, decapaggio, lavaggio, applicazione del film organico e successivo lavaggio.
Vantaggi: ecologico e privo di piombo, superficie liscia, processo semplice, costo ridotto e riparabilità.
Svantaggi: non adatto per fori passanti (PTH), sensibile all'ambiente e breve durata dello stoccaggio.
ENIG è uno strato spesso di lega nichel-oro depositato sulla superficie del rame. Possiede prestazioni molto stabili, è in grado di prevenire la ruggine per lungo tempo ed è adatto ad ambienti complessi.
Lo strato di nichel può prevenire la diffusione dell'oro e del rame; altrimenti, l'oro penetrerebbe rapidamente nel rame. Lo strato di nichel è spesso 5 micron, può prevenire l'espansione ad alta temperatura e impedire che il rame si sciolga durante la saldatura senza piombo, rendendo la saldatura più affidabile.
Ciclo di processo: sgrassaggio, microincisione, prebagno, attivazione, nichelatura e oro chimico. L'intero processo richiede 6 vasche chimiche e molti prodotti chimici, ed è relativamente complesso.
Vantaggi: superficie liscia, struttura resistente, ecologico senza piombo, adatto per fori passanti (PTH).
Svantaggi: può verificarsi il problema del black pad, costo elevato e riparazione difficoltosa.
La difficoltà della finitura con silver immersion si colloca tra quella di OSP e ENIG. Non presenta uno strato protettivo spesso come ENIG, ma le proprietà elettriche sono molto buone. Può essere saldata anche in ambienti ad alta temperatura, umidi e inquinati, ma la superficie potrebbe scurirsi.
L'argento per immersione non ha supporto con strato di nichel e non è forte come l'ENIG. È una reazione di sostituzione, che forma un sottile strato di argento puro sulla superficie del rame. A volte si aggiunge una piccola quantità di sostanze organiche per prevenire la corrosione e la migrazione dell'argento. Queste sostanze organiche sono molto ridotte, inferiori all'1%.
Il rivestimento in stagno per immersione è molto compatibile con la saldatura moderna, poiché la saldatura è principalmente in stagno. Lo stagno per immersione delle prime generazioni era soggetto alla formazione di whisker di stagno, causando problemi durante la saldatura. Successivamente sono stati aggiunti additivi organici per rendere il layer di stagno di struttura granulare, risolvendo il problema degli whisker di stagno e migliorando la stabilità termica e la saldabilità.
Lo stagno per immersione può formare un layer piatto di composto rame-stagno sulla superficie del rame. Le caratteristiche di saldatura sono simili a quelle dello stagno spruzzato, ma non presenta il problema della superficie irregolare dello stagno spruzzato, né il problema della diffusione intermetallica dell'ENIG.
Nota: Le schede con stagno per immersione non possono essere conservate per molto tempo.
PCB ad Alta Copper
AOI
Fr4
Metà fori placcati
