Kaal koper oxideert binnen uren en geoxideerd koper neemt geen soldeer aan. De oppervlakteafwerking is een dunne coating op de pads die het koper soldeerbaar houdt tot assemblage. Zij beslist ook hoe vlak de pads zijn, wat telt voor kleine componenten, en of de print contacten of draadverbindingen kan dragen.
De afwerkingen
HASL (hete-lucht soldeernivellering). De print wordt in gesmolten soldeer gedompeld en het overtollige wordt met hete lucht weggeblazen. Het bestaat in tin-lood- en loodvrije versies. Goedkoop en robuust, met goede soldeerbaarheid en lange houdbaarheid. Het oppervlak is niet vlak: pads eindigen gewelfd en kleine pads variëren in dikte. Het is geen goede keuze voor componenten met fijne steek of voor BGA's. De print gaat door een heet bad, wat deze belast en een dunne print kan krommen. Loodvrij HASL is nodig waar lood is beperkt.
ENIG (stroomloos nikkel immersiegoud). Een nikkellaag, enkele micrometers dik, wordt chemisch afgezet, daarna beschermt een zeer dunne goudlaag, een kleine fractie van een micrometer, het nikkel. Het oppervlak is zeer vlak, dus het past bij fijne steek en BGA's en het heeft een lange houdbaarheid. Het soldeer bindt aan het nikkel; het goud lost op in het soldeer. Bekend risico: slechte nikkeloppervlakkwaliteit in het proces kan zwakke verbindingen geven (vaak zwart pad genoemd). Goede procescontrole vermijdt dit. Het kost meer dan HASL of OSP.
OSP (organisch soldeerbaarheidsconserveermiddel). Een dunne organische film op het koper die het beschermt tot de eerste reflow en daarna wegbrandt. Vlak, goedkoop en loodvrij. De houdbaarheid is korter dan de metalen afwerkingen en de film wordt beschadigd door herhaalde reflow, dus het past bij printen die kort na productie worden geassembleerd en een- of tweemaal worden gesoldeerd. Kaal koper blijft na assemblage bij testpunten bloot en de film is onzichtbaar, dus hanteringssporen zijn een risico.
Immersiezilver. Een dunne zilverlaag geplateerd door verdringing. Vlak, goed voor fijne steek en goed bij hoge frequenties. Het verkleurt in lucht met zwavel, dus het heeft zorgvuldige verpakking en opslag nodig en heeft een kortere houdbaarheid. Het is matig in kosten.
Immersietin. Een dunne tinlaag. Vlak, loodvrij en goedkoop. Tin over koper vormt langzaam een verbinding die de soldeerbaarheid schaadt, dus de houdbaarheid is beperkt en tin kan in sommige omstandigheden whiskers groeien (zeer dunne metalen haren). Gebruikt voor press-fit-verbindingen en voor sommige fijne-steekwerk.
ENEPIG (stroomloos nikkel, stroomloos palladium, immersiegoud). Zoals ENIG met een palladiumlaag tussen nikkel en goud. Het palladium blokkeert de zwart-paduitval en staat draadverbinding toe naast solderen. Vlak en lang houdbaar; kost meer dan ENIG.
Hardgoud (gegalvaniseerd nikkel en goud). Een veel dikkere, hardere goudlaag, galvanisch aangebracht en gelegeerd met een beetje kobalt of soortgelijk. Het weerstaat slijtage. Het wordt gebruikt voor randconnectoren (gold fingers) en contactpads die worden in- en uitgestoken. Het wordt meestal alleen op die gebieden aangebracht en een andere afwerking bedekt de rest van de print. Duur en een slechte keuze voor gewone soldeerpads.
- HASL: gesmolten soldeer vlak geblazen. De pad eindigt gewelfd, niet vlak.
- ENIG: een nikkellaag met een zeer dunne goudlaag erop. Vlak.
- ENEPIG: nikkel, een palladiumlaag, daarna dun goud.
- OSP: een organische film op kaal koper. Zeer dun en onzichtbaar.
- Immersiezilver of -tin: een dunne, vlakke metaallaag.
- Hardgoud: nikkel met een veel dikkere goudlaag, voor contacten die slijten.
Vergelijking
| Afwerking | Vlakheid | Fijne steek en BGA | Houdbaarheid | Kostenklasse | Typisch gebruik |
|---|---|---|---|---|---|
| HASL (tin-lood) | Slecht | Nee | Lang | Laag | Eenvoudige doorsteek- en grotere componenten, waar lood is toegestaan |
| HASL (loodvrij) | Slecht | Nee | Lang | Laag | Hetzelfde, waar lood is beperkt |
| ENIG | Zeer goed | Ja | Lang | Middel tot hoog | Algemene printen met fijne steek, BGA's, printen met contacten |
| OSP | Goed | Ja, als snel gesoldeerd | Kort | Laag | Snel geassembleerde consumentenprinten |
| Immersiezilver | Goed | Ja | Middel, opslaggevoelig | Middel | RF, fijne steek |
| Immersietin | Goed | Ja | Beperkt | Laag tot middel | Press-fit, sommige fijne steek |
| ENEPIG | Zeer goed | Ja | Lang | Hoog | Draadverbinding plus solderen, veeleisende printen |
| Hardgoud | Goed | Geen soldeerafwerking | Lang | Hoog | Randconnectoren, contacten |
De houdbaarheidscijfers hier zijn relatief. Werkelijke cijfers variëren per maker en per verpakking en worden meestal in maanden vermeld; vraag de fabriek naar het cijfer dat voor hen geldt. Als printen lang worden opgeslagen voor assemblage, vraag de fabriek hoe ze te bewaren.
Vlakheid telt bij fijne steek. Een vlak component of stencil raakt een gewelfde pad alleen op het hoogste punt.
- HASL-pads zijn gewelfd en elke welving heeft zijn eigen hoogte.
- Het vlakke vlak van een component of stencil rust alleen op de hoogste welving.
- ENIG is een dunne nikkellaag en een dunnere goudlaag: de pad blijft vlak.
- Masker tussen pads, in beide afbeeldingen hetzelfde.
Hoe u kiest
- Als u het niet weet, kies tussen loodvrij HASL en ENIG. HASL voor eenvoudige printen met grotere componenten, ENIG voor fijne steek, BGA's en printen waar vlakke pads tellen.
- Fijne steek of BGA betekent een vlakke afwerking. ENIG, OSP, immersiezilver of -tin, ENEPIG.
- Gold fingers betekenen hardgoud op de fingers. Zeg het en zeg welke gebieden.
- Een draadverbinding betekent ENEPIG of een andere afwerking beoordeeld voor verbinding.
- Een print die wacht voor assemblage heeft een lang houdbare afwerking nodig. ENIG en ENEPIG zijn de veilige keuzes.
- Loodvrij waar vereist. Als uw product onder beperkingen voor gevaarlijke stoffen valt, kies een loodvrije afwerking. De productvoorschriften definiëren wat nodig is en u bent ervoor verantwoordelijk.
- Afwerkingen mengen kost meer. Selectief hardgoud op een print met ENIG elders is een standaardcombinatie, maar elke combinatie voegt stappen toe.
Gangbare problemen
- Zwakke soldeerverbindingen op ENIG. Zeldzaam als het proces wordt gecontroleerd; vraag om een procesrapport als u een betrouwbaarheidseis heeft.
- Pads dof of niet-bevochtigend na opslag. Typisch oxidatie of verkleuring door lange opslag of slechte verpakking.
- Ongelijk soldeer op HASL-pads. Een effect van het proces en geen fout; kies een vlakke afwerking.
- Goud op het verkeerde gebied. Beschrijf goudgebieden in de tekening, niet alleen in een notitie.
Hoe dit eruitziet als u hier bestelt
U kiest de afwerking als een van de opties en de prijs volgt. De beschikbare afwerkingen staan op de pagina met productiemogelijkheden. De controle kan zien wanneer uw bestanden een afwerking nodig hebben die u niet bestelde: bijvoorbeeld meldt zij „een randconnector (gold fingers)“ als gevonden kenmerk als het niet onder de bestelde opties is. Een ingenieur bevestigt elke bestelling. Zie voor de verwante prijseffecten Wat de prijs van een PCBA bepaalt.