Goła miedź utlenia się w ciągu godzin, a miedź utleniona nie przyjmuje lutu. Wykończenie powierzchni to cienka powłoka na padach, która utrzymuje miedź lutowalną do montażu. Decyduje też o tym, jak płaskie są pady, co ma znaczenie przy małych elementach, oraz o tym, czy płytka może przenosić styki albo połączenia drutowe.
Wykończenia
HASL (hot air solder leveling). Płytka jest zanurzana w stopionym lucie, a nadmiar jest zdmuchiwany gorącym powietrzem. Występuje w wersji cynowo-ołowiowej i bezołowiowej. Tanie i solidne, o dobrej lutowalności i długim czasie przechowywania. Powierzchnia nie jest płaska: pady kończą się wypukłe, a małe pady różnią się grubością. Nie jest dobrym wyborem przy elementach o małym rastrze ani przy BGA. Płytka przechodzi przez gorącą kąpiel, która ją napręża i może wygiąć cienką płytkę. HASL bezołowiowy jest potrzebny tam, gdzie ołów jest ograniczony.
ENIG (electroless nickel immersion gold). Warstwa niklu o grubości kilku mikrometrów jest osadzana chemicznie, a potem bardzo cienka warstwa złota, ułamek mikrometra, chroni nikiel. Powierzchnia jest bardzo płaska, więc nadaje się do małego rastra i BGA, i ma długi czas przechowywania. Lut wiąże się z niklem; złoto rozpuszcza się w lucie. Znane ryzyko: zła jakość powierzchni niklu w procesie może dać słabe połączenia (często nazywane black pad). Dobra kontrola procesu tego unika. Kosztuje więcej niż HASL albo OSP.
OSP (organic solderability preservative). Cienka błona organiczna na miedzi, która chroni ją do pierwszego rozpływu, a potem się wypala. Płaskie, tanie i bezołowiowe. Czas przechowywania jest krótszy niż przy wykończeniach metalicznych, a błona jest niszczona przez wielokrotny rozpływ, więc nadaje się do płytek montowanych wkrótce po wykonaniu i lutowanych raz albo dwa razy. Goła miedź pozostaje odsłonięta w punktach testowych po montażu, a błona jest niewidoczna, więc ślady obsługi są ryzykiem.
Srebro immersyjne. Cienka warstwa srebra nakładana przez wypieranie. Płaskie, dobre do małego rastra i dobre przy wysokich częstotliwościach. Matowieje w powietrzu zawierającym siarkę, więc wymaga starannego pakowania i przechowywania i ma krótszy czas przechowywania. Jest umiarkowane w cenie.
Cyna immersyjna. Cienka warstwa cyny. Płaska, bezołowiowa i tania. Cyna na miedzi powoli tworzy związek, który szkodzi lutowalności, więc czas przechowywania jest ograniczony, a cyna może w niektórych warunkach wytwarzać wąsy (bardzo cienkie włoski metalu). Używana przy połączeniach press-fit i przy niektórych pracach o małym rastrze.
ENEPIG (electroless nickel, electroless palladium, immersion gold). Jak ENIG z warstwą palladu między niklem a złotem. Pallad blokuje awarię black pad i pozwala na łączenie drutowe oraz lutowanie. Płaskie i trwałe; kosztuje więcej niż ENIG.
Twarde złoto (electroplated nickel and gold). Znacznie grubsza, twardsza warstwa złota, nakładana galwanicznie i stopowana z odrobiną kobaltu albo podobnego metalu. Odporne na zużycie. Używane przy złączach krawędziowych (styki krawędziowe (złocone)) i padach stykowych, które są wtykane i wytykane. Zwykle nakłada się je tylko na te obszary, a inne wykończenie pokrywa resztę płytki. Drogie i zły wybór na zwykłe pady lutownicze.
- HASL: stopiony lut wyrównany strumieniem. Pad kończy się wypukły, a nie płaski.
- ENIG: warstwa niklu z bardzo cienką warstwą złota na górze. Płaskie.
- ENEPIG: nikiel, warstwa palladu, potem cienkie złoto.
- OSP: błona organiczna na gołej miedzi. Bardzo cienka i niewidoczna.
- Srebro albo cyna immersyjna: cienka, płaska warstwa metalu.
- Twarde złoto: nikiel ze znacznie grubszą warstwą złota, na styki, które się zużywają.
Porównanie
| Wykończenie | Płaskość | Mały raster i BGA | Czas przechowywania | Klasa kosztu | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|---|---|
| HASL (tin-lead) | Słaba | Nie | Długi | Niska | Proste elementy przewlekane i większe elementy, gdzie ołów jest dozwolony |
| HASL (lead-free) | Słaba | Nie | Długi | Niska | To samo, gdzie ołów jest ograniczony |
| ENIG | Bardzo dobra | Tak | Długi | Średnia do wysokiej | Ogólne płytki o małym rastrze, BGA, płytki ze stykami |
| OSP | Dobra | Tak, jeśli lutowane wkrótce | Krótki | Niska | Płytki konsumenckie montowane szybko |
| Srebro immersyjne | Dobra | Tak | Średni, wrażliwy na przechowywanie | Średnia | RF, mały raster |
| Cyna immersyjna | Dobra | Tak | Ograniczony | Niska do średniej | Press-fit, niektóre prace o małym rastrze |
| ENEPIG | Bardzo dobra | Tak | Długi | Wysoka | Łączenie drutowe i lutowanie, płytki wymagające |
| Twarde złoto | Dobra | Nie jest wykończeniem lutowniczym | Długi | Wysoka | Złącza krawędziowe, styki |
Liczby czasu przechowywania tutaj są względne. Rzeczywiste liczby różnią się między producentami i pakowaniem i są zwykle podawane w miesiącach; proszę zapytać fabrykę o liczbę, która u niej obowiązuje. Jeśli płytki będą przechowywane długo przed montażem, proszę zapytać fabrykę, jak je przechowywać.
Płaskość ma znaczenie przy małym rastrze. Płaski element albo szablon spotyka wypukły pad tylko w jego najwyższym punkcie.
- Pady HASL są wypukłe, a każda kopuła ma własną wysokość.
- Płaska płaszczyzna elementu albo szablonu opiera się tylko na najwyższej kopule.
- ENIG to cienka warstwa niklu i cieńsza warstwa złota: pad pozostaje płaski.
- Maska między padami, taka sama na obu rysunkach.
Jak wybierać
- Jeśli Pan/Pani nie wie, proszę wybrać między HASL bezołowiowym a ENIG. HASL przy prostych płytkach z większymi elementami, ENIG przy małym rastrze, BGA i płytkach, przy których liczą się płaskie pady.
- Mały raster albo BGA oznacza płaskie wykończenie. ENIG, OSP, srebro albo cyna immersyjna, ENEPIG.
- Styki krawędziowe oznaczają twarde złoto na stykach. Proszę to powiedzieć i powiedzieć, które obszary.
- Połączenie drutowe oznacza ENEPIG albo inne wykończenie dopuszczone do łączenia.
- Płytka, która będzie czekać przed montażem, potrzebuje wykończenia trwałego. ENIG i ENEPIG to bezpieczne wybory.
- Bezołowiowe tam, gdzie wymagane. Jeśli produkt podlega ograniczeniom dotyczącym substancji niebezpiecznych, proszę wybrać wykończenie bezołowiowe. Przepisy produktowe określają, co jest potrzebne, a Pan/Pani jest za nie odpowiedzialny/odpowiedzialna.
- Mieszanie wykończeń kosztuje więcej. Selektywne twarde złoto na płytce z ENIG w innym miejscu to standardowe połączenie, ale każde połączenie dodaje etapy.
Typowe problemy
- Połączenia lutowane słabe na ENIG. Rzadkie, gdy proces jest kontrolowany; proszę poprosić o raport z procesu, jeśli Pan/Pani ma wymaganie niezawodności.
- Pady matowe albo niezwilżalne po przechowywaniu. Zwykle utlenienie albo matowienie od długiego przechowywania albo złego pakowania.
- Nierówny lut na padach HASL. Skutek procesu, a nie usterka; proszę wybrać płaskie wykończenie.
- Złoto na złym obszarze. Obszary złota proszę opisać na rysunku, a nie tylko w uwadze.
Jak to wygląda przy zamawianiu tutaj
Pan/Pani wybiera wykończenie jako jedną z opcji, a cena wynika z wyboru. Wykończenia, które są dostępne, są wymienione na stronie możliwości produkcyjnych. Weryfikacja może stwierdzić, gdy pliki potrzebują wykończenia, którego Pan/Pani nie zamówił(a): na przykład zgłasza „złącze krawędziowe (złocone styki)” jako cechę znalezioną, gdy nie ma go wśród zamówionych opcji. Inżynier potwierdza każde zamówienie. Powiązane skutki cenowe zawiera artykuł Co wpływa na cenę PCBA.