В производстве печатных плат обычно используются следующие технологии поверхностной обработки:
Пайка с горячим лужением заключается в погружении печатной платы в расплавленный припой оловянно-свинцовый, а затем выравнивании его горячим воздухом, чтобы олово равномерно прилипло к медной поверхности и образовало антиоксидантное и легко поддающееся пайке покрытие. Продувка необходима для выравнивания олова и предотвращения его скопления и короткого замыкания.
Существует два типа HASL: вертикальный и горизонтальный. Горизонтальный тип лучше, покрытие более равномерное.
Технологический процесс: сначала микротравление (чтобы сделать поверхность меди шероховатой для лучшего сцепления), затем предварительный подогрев, нанесение флюса, нанесение олова и в конце очистка.
Преимущества: низкая стоимость, может использоваться повсеместно, возможен ремонт в случае повреждения.
Недостатки: неровная поверхность, не подходит для мелких компонентов, тепловой удар, плохо влияет на металлизированные отверстия (PTH), плохая смачиваемость во время пайки.
OSP — это органическая пленка, выращенная на поверхности меди для предотвращения окисления меди. Эта пленка устойчива к окислению, нагреванию и влаге и может быть удалена флюсом во время сварки для обеспечения качества сварки.
В ранние дни использовали имидазол и бензотриазол, а в настоящее время в основном используют молекулы бензимидазола. Чтобы обеспечить возможность многократной сварки, добавляются ионы меди, чтобы сделать пленку более прочной.
Технологический процесс: сначала обезжиривание, микро-травление, травление, очистка, нанесение органической пленки и затем очистка.
Преимущества: экологичность и отсутствие свинца, гладкая поверхность, простой процесс, низкая стоимость, возможность ремонта.
Недостатки: не подходит для сквозных отверстий (PTH), чувствительность к окружающей среде, короткий срок хранения.
ENIG — это толстый слой никелево-золотого сплава, нанесенный на медную поверхность. Он обладает очень стабильными характеристиками, может долго предотвращать ржавление и подходит для сложных условий окружающей среды.
Никелевый слой предотвращает диффузию золота и меди, в противном случае золото быстро проникнет в медь. Толщина никелевого слоя составляет 5 микрон, что предотвращает расширение при высокой температуре и растворение меди во время бессвинцовой пайки, делая пайку более надежной.
Технологический процесс: травление, микротравление, предварительное смачивание, активация, никелирование и химическое золочение. Весь процесс требует 6 химических ванн и множества химических веществ, что является относительно сложным.
Преимущества: гладкая поверхность, прочная структура, экологичность и отсутствие свинца, подходит для металлизированных отверстий (PTH).
Недостатки: возможна проблема "черного пятна", высокая стоимость и сложность ремонта.
Сложность химического серебра находится между OSP и ENIG. Оно не будет "носить тяжелую броню", как ENIG, но электрические характеристики очень хороши. Его можно паять даже в условиях высокой температуры, влажности и загрязнения, однако поверхность может потемнеть.
У иммерсионного серебра нет поддержки никелевого слоя и оно не такое прочное, как ENIG. Это реакция замещения, в результате которой на медной поверхности образуется тонкий слой чистого серебра. Иногда добавляется небольшое количество органических веществ для предотвращения коррозии и миграции серебра. Эти органические вещества очень малы, менее 1%.
Покрытие иммерсионным оловом очень совместимо с современным припоем, так как припой в основном состоит из олова. Раннее иммерсионное олово склонно к образованию оловянных усов, которые вызывали проблемы во время пайки. Позже были добавлены органические добавки, чтобы сделать оловянный слой зернистым, что решило проблему оловянных усов, улучшило термальную стабильность и паяемость.
Иммерсионное олово может образовывать ровный медно-оловянный соединительный слой на медной поверхности. Сварочные характеристики похожи на характеристики оловянного распыления, но отсутствует проблема неровной поверхности, как при оловянном распылении, а также отсутствует проблема межметаллической диффузии, как у ENIG.
Примечание: Платы с иммерсионным оловом нельзя хранить слишком долго.