Bar koppar oxiderar inom timmar, och oxiderad koppar tar inte lod. Ytfinishen är en tunn beläggning på pads som håller kopparn lödbar tills bestyckning. Den avgör också hur platta pads är, vilket spelar roll för små komponenter, och om kortet kan bära kontakter eller trådbondar.
Ytfinisherna
HASL (varmlufts lodutjämning). Kortet doppas i smält lod och överskottet blåses bort med varmluft. Det finns i tenn-bly- och blyfria versioner. Billigt och robust, med bra lödbarhet och lång hållbarhet. Ytan är inte platt: pads slutar kupiga, och små pads varierar i tjocklek. Det är inget bra val för komponenter med fin delning eller för BGA:er. Kortet går genom ett varmt dopp, vilket belastar det och kan bågna ett tunt kort. Blyfri HASL behövs där bly är begränsat.
ENIG (strömlöst nickel immersionsguld). Ett nickellager, några mikrometer tjockt, deponeras kemiskt, sedan skyddar ett mycket tunt guld lager, en liten bråkdel av en mikrometer, nicklet. Ytan är mycket platt, så den passar fin delning och BGA:er, och den har lång hållbarhet. Lodet binder till nicklet; guldet löser sig i lodet. Känd risk: dålig nickelytkvalitet i processen kan ge svaga fogar (kallas ofta svart pad). God processtyrning undviker det. Det kostar mer än HASL eller OSP.
OSP (organiskt lödbarhetsskydd). En tunn organisk film på kopparn som skyddar den tills första reflow, sedan brinner bort. Platt, billig och blyfri. Hållbarheten är kortare än metallfinisherna, och filmen skadas av upprepad reflow, så den passar kort som bestyckas snart efter tillverkning och löds en eller två gånger. Bar koppar förblir exponerad vid testpunkter efter bestyckning, och filmen är osynlig, så hanteringsmärken är en risk.
Immersionssilver. Ett tunt silverlager pläterat genom förträngning. Platt, bra för fin delning och bra vid höga frekvenser. Det missfärgas i luft med svavel, så det behöver noggrann packning och lagring och har kortare hållbarhet. Det är måttligt i kostnad.
Immersionstenn. Ett tunt tennlager. Platt, blyfritt och billigt. Tenn över koppar bildar långsamt en förening som skadar lödbarheten, så hållbarheten är begränsad, och tenn kan växa whiskers (mycket tunna metallhår) under vissa förhållanden. Används för press-fit-anslutningar och för visst arbete med fin delning.
ENEPIG (strömlöst nickel, strömlöst palladium, immersionsguld). Som ENIG med ett palladiumlager mellan nickel och guld. Palladiet blockerar svart pad-felet och tillåter trådbondning liksom lödning. Platt och långvarigt; kostar mer än ENIG.
Hårdguld (galvaniskt nickel och guld). Ett mycket tjockare, hårdare guldlager, påfört genom galvanisering och legerat med lite kobolt eller liknande. Det motstår slitage. Det används för kantkontakter (guldfingrar) och kontaktpads som pluggas i och ur. Det appliceras vanligen bara på de områdena, och en annan finish täcker resten av kortet. Dyrt, och ett dåligt val för vanliga löd-pads.
- HASL: smält lod blåst jämnt. Paden slutar kupig, inte platt.
- ENIG: ett nickellager med ett mycket tunt guldlager ovanpå. Platt.
- ENEPIG: nickel, ett palladiumlager, sedan tunt guld.
- OSP: en organisk film på bar koppar. Mycket tunn och osynlig.
- Immersionssilver eller -tenn: ett tunt, platt metallager.
- Hårdguld: nickel med ett mycket tjockare guldlager, för kontakter som slits.
Jämförelse
| Ytfinish | Platthet | Fin delning och BGA | Hållbarhet | Kostnadsklass | Typisk användning |
|---|---|---|---|---|---|
| HASL (tenn-bly) | Dålig | Nej | Lång | Låg | Enkla hålmonterade och större komponenter, där bly är tillåtet |
| HASL (blyfri) | Dålig | Nej | Lång | Låg | Samma, där bly är begränsat |
| ENIG | Mycket bra | Ja | Lång | Medel till hög | Allmänna kort med fin delning, BGA:er, kort med kontakter |
| OSP | Bra | Ja, om lödd snart | Kort | Låg | Snabbt bestyckade konsumentkort |
| Immersionssilver | Bra | Ja | Medel, lagringskänslig | Medel | RF, fin delning |
| Immersionstenn | Bra | Ja | Begränsad | Låg till medel | Press-fit, viss fin delning |
| ENEPIG | Mycket bra | Ja | Lång | Hög | Trådbondning plus lödning, krävande kort |
| Hårdguld | Bra | Ingen löd-finish | Lång | Hög | Kantkontakter, kontakter |
Hållbarhetssiffrorna här är relativa. Faktiska siffror varierar per tillverkare och per packning och anges vanligen i månader; fråga fabriken efter siffran som gäller för dem. Om kort ska lagras länge före bestyckning, fråga fabriken hur de ska lagras.
Platthet spelar roll vid fin delning. En platt komponent eller stencil möter en kupig pad bara vid dess högsta punkt.
- HASL-pads är kupiga, och varje kupol har sin egen höjd.
- Det platta planet för en komponent eller stencil vilar bara på högsta kupolen.
- ENIG är ett tunt nickellager och ett tunnare guldlager: paden förblir platt.
- Mask mellan pads, samma i båda bilderna.
Hur du väljer
- Om du inte vet, välj mellan blyfri HASL och ENIG. HASL för enkla kort med större komponenter, ENIG för fin delning, BGA:er och kort där platta pads spelar roll.
- Fin delning eller BGA betyder platt finish. ENIG, OSP, immersionssilver eller -tenn, ENEPIG.
- Guldfingrar betyder hårdguld på fingrarna. Säg det, och säg vilka områden.
- En trådbond betyder ENEPIG eller annan finish klassad för bondning.
- Ett kort som väntar före bestyckning behöver långlivad finish. ENIG och ENEPIG är säkra val.
- Blyfri där det krävs. Om din produkt faller under begränsningar för farliga ämnen, välj en blyfri finish. Produktreglerna definierar vad som behövs, och du ansvarar för dem.
- Att blanda finisher kostar mer. Selektivt hårdguld på ett kort med ENIG annars är en standardkombination, men varje kombination lägger till steg.
Vanliga problem
- Svaga lödfogar på ENIG. Sällsynt när processen styrs; be om en processrapport om du har ett tillförlitlighetskrav.
- Pads matta eller icke-vätande efter lagring. Typiskt oxidation eller missfärgning från lång lagring eller dålig packning.
- Ojämnt lod på HASL-pads. En effekt av processen och inget fel; välj en platt finish.
- Guld på fel område. Beskriv guldområden på ritningen, inte bara i en not.
Hur detta visar sig när du beställer här
Du väljer finishen som ett av alternativen, och priset följer. Tillgängliga finisher listas på sidan om tillverkningskapacitet. Kontrollen kan se när dina filer behöver en finish du inte beställde: till exempel rapporterar den ”en kantkontakt (guldfingrar)” som en hittad egenskap när den inte finns bland beställda alternativ. En ingenjör bekräftar varje beställning. För relaterade priseffekter, se Vad som driver priset på en PCBA.