Основний матеріал друкованої плати, мідь, схильний до окислення, що впливає на її здатність до спаювання та електричні характеристики. Обробка поверхні спрямована на створення захисного шару на поверхні міді для забезпечення її стабільної роботи. В даний час широко використовуються такі процеси, як вирівнювання гарячим повітрям, органічне покриття та безелектрологічне нікельування/позолота, кожен з яких має свої переваги, недоліки та застосовні сценарії.
Основний матеріал друкованої плати, мідь, схильний до окислення, що впливає на її здатність до спаювання та електричні характеристики. Обробка поверхні спрямована на створення захисного шару на поверхні міді для забезпечення її стабільної роботи. В даний час широко використовуються такі процеси, як вирівнювання гарячим повітрям, нанесення органічних покриттів і безелектролітичне нікелювання/позолота, кожен з яких має свої переваги, недоліки та застосовні сценарії.
1, Процес вирівнювання гарячим повітрям
Вирівнювання гарячим повітрям досягається шляхом покриття поверхні друкованої плати розплавленим олов’яно-свинцевим припоєм і використанням нагрітого стисненого повітря для вирівнювання, утворюючи анти{0}}окислювальний шар покриття, що придатне для спаювання. Під час процесу утворюється інтерметалічна сполука міді та олова товщиною 1-2 мілі. Цей процес поділяється на вертикальний і горизонтальний типи, причому останній є більш популярним через рівномірне покриття та легкість автоматизованого виробництва.
Процес включає мікротравлення, попередній нагрів, нанесення флюсу, напилення олова та очищення. Цей процес має низьку вартість, хорошу зварюваність і зрілу технологію, але він має такі проблеми, як погана площинність поверхні, легке виробництво олов’яних кульок і погана екологічність. Він підходить для споживчої електроніки та галузей промислового керування, які є чутливими до вартості, мають низькі вимоги до площинності та тонкого зварювання, наприклад, домашні плати керування.
2, процес нанесення органічного покриття
OSP хімічно утворює органічну плівку на поверхні голої міді, яка зазвичай стійка до окислення та може бути видалена флюсом для пайки під час зварювання. Зараз широко використовується бензімідазол, і для того, щоб впоратися з багаторазовим паянням оплавленням, потрібно створювати кілька шарів органічного покриття. Потік процесу охоплює знежирення, мікротравлення, промивання кислотою, очищення, органічне покриття та вторинне очищення, а контроль процесу відносно простий.
Технологія OSP є простою та економічно-ефективною, її використовують приблизно 25% -30% друкованих плат, а також зростає їх частка, яка має перевагу пайки без міді. Однак він чутливий до кислоти та вологості, що призводить до поганої продуктивності вторинного паяння оплавленням, обмеженого часу зберігання та використання та певних труднощів під час тестування та складання. Підходить для сценаріїв із низькими вимогами до функціональності поверхневих з’єднань і терміну зберігання, таких як друковані плати для телевізорів, плати для упаковки мікросхем високої щільності тощо.
3, процес хімічного нікелювання/занурення в золото
ENIG утворює шар нікелево-золотого сплаву на поверхні міді, який може захистити друковану плату протягом тривалого часу. У порівнянні з OSP, його електричні характеристики та стійкість до навколишнього середовища кращі. Покриття нікелем може запобігти дифузії золота та міді, а також контролювати розширення в напрямку Z-за високих температур, що є корисним для паяння без свинцю-. Процес включає травлення та очищення, мікротравлення, попереднє занурення, активацію, хімічне нікелювання та хімічне занурення в золото, що є складним і важким для контролю.
Цей процес нелегко окислюється, може зберігатися протягом тривалого часу, має гладку поверхню, підходить для спаювання штифтів з малим зазором, може витримувати багаторазове паяння оплавленням і може використовуватися як підкладка для склеювання дроту COB. Однак висока вартість, слабка міцність зварювання та вразливість до проблем із чорним диском роблять довгострокову-надійність сумнівною. В основному використовується в галузях, які вимагають високої функціональності поверхневих з’єднань і тривалого терміну зберігання, таких як області кнопок мобільного телефону, зони підключення маршрутизатора тощо. Наразі буде використано приблизно 10% -20% друкованих плат.
4, Процес занурення срібла
Процес осадження срібла є між OSP і ENIG, простим і швидким. Хоча він не може утворювати товстий захисний шар, він може підтримувати хороші електричні характеристики та зварюваність. Однак поверхня втратить блиск, а фізична міцність буде поганою. Він утворює субмікронний шар чистого срібного покриття за допомогою реакції витіснення, іноді додаючи органічні сполуки для запобігання корозії та міграції срібла.
Процес нанесення срібла простий, має хороші електричні характеристики та зварюваність, а також хорошу ємність для зберігання, але він не підходить для сценаріїв, які потребують високої механічної міцності. Він зазвичай використовується в галузях, які вимагають високих електричних характеристик і зварюваності, а також є чутливими до вартості, наприклад у деяких платах побутової електроніки та комунікаційного обладнання.
5, Процес осадження олова
У зв’язку з тим, що основу припою в основному становить олово, теоретичні перспективи технології осадження олова досить широкі. Через обмеження олов’яних вусів і міграції олова пізніше це було вирішено шляхом додавання органічних добавок для забезпечення гарної термічної стабільності та зварюваності, утворення плоских інтерметалічних сполук міді та олова, уникнення проблеми площинності вирівнювання гарячим повітрям і без проблем дифузії металу. Однак термін зберігання алюмінієвої фольги невеликий, і збірка повинна виконуватися послідовно. Підходить для сценаріїв, які потребують високої зварюваності, площинності та швидкого складання, наприклад для електронних виробів середнього та низького класу.