Il rame nudo si ossida entro poche ore e il rame ossidato non prende la saldatura. La finitura superficiale è un rivestimento sottile sui pad che mantiene il rame saldabile fino al montaggio. Determina inoltre quanto sono piatti i pad, aspetto importante per i componenti piccoli, e se la scheda può portare contatti o wire bond.
Le finiture
HASL (hot air solder leveling). La scheda viene immersa nella lega saldante fusa e l'eccesso viene soffiato via con aria calda. Esiste nelle versioni stagno-piombo e senza piombo. È economico e robusto, con buona saldabilità e lunga durata a magazzino. La superficie non è piana: i pad risultano bombati e i pad piccoli variano in spessore. Non è una buona scelta per componenti a passo fine o per BGA. La scheda passa attraverso un bagno caldo, che la sottopone a sollecitazione e può deformare una scheda sottile. L'HASL senza piombo è necessario dove il piombo è soggetto a restrizioni.
ENIG (electroless nickel immersion gold). Uno strato di nichel, spesso pochi micrometri, viene depositato per via chimica, quindi uno strato molto sottile di oro, una piccola frazione di micrometro, protegge il nichel. La superficie è molto piana, quindi è adatta al passo fine e ai BGA, e ha una lunga durata a magazzino. La saldatura si lega al nichel; l'oro si dissolve nella saldatura. Rischio noto: una scarsa qualità della superficie del nichel nel processo può dare giunti deboli (spesso chiamato black pad). Un buon controllo di processo lo evita. Costa più dell'HASL o dell'OSP.
OSP (organic solderability preservative). Un sottile film organico sul rame che lo protegge fino alla prima rifusione, poi brucia. È piano, economico e senza piombo. La durata a magazzino è più breve rispetto alle finiture metalliche e il film viene danneggiato da rifusioni ripetute, quindi è adatto a schede assemblate poco dopo la fabbricazione e saldate una o due volte. Il rame nudo resta esposto nei punti di test dopo il montaggio e il film è invisibile, quindi i segni di manipolazione sono un rischio.
Argento a immersione. Un sottile strato di argento depositato per spostamento. È piano, adatto al passo fine e adatto alle alte frequenze. Si ossida in aria contenente zolfo, quindi richiede imballaggio e stoccaggio accurati e ha una durata a magazzino più breve. Ha un costo moderato.
Stagno a immersione. Un sottile strato di stagno. È piano, senza piombo ed economico. Lo stagno sul rame forma lentamente un composto che riduce la saldabilità, quindi la durata a magazzino è limitata, e lo stagno può sviluppare whisker (sottilissimi filamenti metallici) in alcune condizioni. Viene usato per connessioni press-fit e per alcuni lavori a passo fine.
ENEPIG (electroless nickel, electroless palladium, immersion gold). Come l'ENIG con uno strato di palladio tra nichel e oro. Il palladio blocca il guasto black pad e consente il wire bonding oltre alla saldatura. È piano e di lunga durata; costa più dell'ENIG.
Oro duro (nichel e oro elettrolitici). Uno strato di oro molto più spesso e più duro, applicato per elettrodeposizione e legato con una piccola quantità di cobalto o simile. Resiste all'usura. Viene usato per connettori di bordo (contatti dorati) e pad di contatto che vengono inseriti e rimossi. Di solito viene applicato solo su quelle aree e una finitura diversa copre il resto della scheda. È costoso e una scelta inadatta per i normali pad di saldatura.
- HASL: lega saldante fusa soffiata a livello. Il pad risulta bombato, non piano.
- ENIG: uno strato di nichel con uno strato molto sottile di oro sopra. Piano.
- ENEPIG: nichel, uno strato di palladio, poi oro sottile.
- OSP: un film organico sul rame nudo. Molto sottile e invisibile.
- Argento o stagno a immersione: un sottile strato metallico piano.
- Oro duro: nichel con uno strato di oro molto più spesso, per contatti soggetti a usura.
Confronto
| Finitura | Planarità | Passo fine e BGA | Durata a magazzino | Classe di costo | Uso tipico |
|---|---|---|---|---|---|
| HASL (stagno-piombo) | Scarsa | No | Lunga | Bassa | Componenti through-hole semplici e più grandi, dove il piombo è ammesso |
| HASL (senza piombo) | Scarsa | No | Lunga | Bassa | Lo stesso, dove il piombo è soggetto a restrizioni |
| ENIG | Molto buona | Sì | Lunga | Da media ad alta | Schede generiche a passo fine, BGA, schede con contatti |
| OSP | Buona | Sì, se saldata presto | Breve | Bassa | Schede consumer assemblate rapidamente |
| Argento a immersione | Buona | Sì | Media, sensibile allo stoccaggio | Media | RF, passo fine |
| Stagno a immersione | Buona | Sì | Limitata | Da bassa a media | Press-fit, alcuni passi fini |
| ENEPIG | Molto buona | Sì | Lunga | Alta | Wire bonding più saldatura, schede impegnative |
| Oro duro | Buona | Non è una finitura di saldatura | Lunga | Alta | Connettori di bordo, contatti |
I valori di durata a magazzino qui indicati sono relativi. I valori effettivi variano in base al produttore e all'imballaggio e sono di solito espressi in mesi; chieda alla fabbrica il valore valido nel Suo caso. Se le schede rimarranno a magazzino a lungo prima del montaggio, chieda alla fabbrica come conservarle.
La planarità è importante a passo fine. Un componente piano o uno stencil incontra un pad bombato solo nel suo punto più alto.
- I pad HASL sono bombati e ogni bombatura ha la sua altezza.
- Il piano piatto di un componente o di uno stencil poggia solo sulla bombatura più alta.
- L'ENIG è uno strato sottile di nichel e uno strato di oro ancora più sottile: il pad resta piano.
- La maschera tra i pad, la stessa in entrambe le immagini.
Come scegliere
- Se non sa, scelga tra HASL senza piombo ed ENIG. HASL per schede semplici con componenti più grandi, ENIG per passo fine, BGA e schede dove i pad piatti sono importanti.
- Passo fine o BGA significa una finitura piana. ENIG, OSP, argento o stagno a immersione, ENEPIG.
- I contatti dorati significano oro duro sui contatti. Lo indichi e indichi quali aree.
- Un wire bond significa ENEPIG o un'altra finitura classificata per il bonding.
- Una scheda che attenderà prima del montaggio necessita di una finitura di lunga durata. ENIG ed ENEPIG sono le scelte sicure.
- Senza piombo dove richiesto. Se il Suo prodotto rientra nelle restrizioni sulle sostanze pericolose, scelga una finitura senza piombo. Le normative di prodotto definiscono quanto è necessario e Lei ne è responsabile.
- Combinare le finiture costa di più. L'oro duro selettivo su una scheda con ENIG altrove è una combinazione standard, ma ogni combinazione aggiunge fasi.
Problemi comuni
- Giunti di saldatura deboli su ENIG. Rari quando il processo è controllato; chieda un rapporto di processo se Lei ha un requisito di affidabilità.
- Pad opachi o non bagnabili dopo lo stoccaggio. In genere ossidazione o appannamento dovuti a stoccaggio lungo o imballaggio scadente.
- Saldatura irregolare sui pad HASL. Un effetto del processo e non un difetto; scelga una finitura piana.
- Oro nell'area sbagliata. Descriva le aree in oro nel disegno, non solo in una nota.
Come si presenta quando ordina qui
Lei sceglie la finitura come una delle opzioni e il prezzo segue. Le finiture disponibili sono elencate nella pagina delle capacità produttive. Il controllo può rilevare quando i Suoi file richiedono una finitura che Lei non ha ordinato: ad esempio, segnala "Un connettore di bordo (contatti dorati)" come caratteristica trovata quando non è tra le opzioni ordinate. Un ingegnere conferma ogni ordine. Per gli effetti correlati sul prezzo, veda Cosa determina il prezzo di una PCBA.