Порожня мідь окиснюється за години, а окиснена мідь не бере припій. Фінішне покриття — тонке покриття на майданчиках, яке тримає мідь паяною до монтажу. Воно також вирішує, наскільки плоскі майданчики, що важливо для маленьких деталей, і чи може плата нести контакти або дротяні з’єднання.
Покриття
HASL (hot air solder leveling). Плата занурюється в розплавлений припій, а зайве здувається гарячим повітрям. Він буває в олов’яно-свинцевій і безсвинцевій версіях. Дешевий і міцний, із гарною паяністю та довгим терміном зберігання. Поверхня не плоска: майданчики виявляються куполоподібними, а маленькі майданчики різняться за товщиною. Це не гарний вибір для деталей із дрібним кроком або для BGA. Плата проходить через гаряче занурення, яке її напружує та може деформувати тонку плату. Безсвинцевий HASL потрібен там, де свинець обмежено.
ENIG (electroless nickel immersion gold). Шар нікелю завтовшки в кілька мікрометрів осаджується хімічно, потім дуже тонкий шар золота, мала частка мікрометра, захищає нікель. Поверхня дуже плоска, тому підходить для дрібного кроку та BGA і має довгий термін зберігання. Припій пов’язується з нікелем; золото розчиняється в припої. Відомий ризик: погана якість поверхні нікелю в процесі може дати слабкі з’єднання (часто звані black pad). Гарний контроль процесу його уникає. Він коштує дорожче за HASL або OSP.
OSP (organic solderability preservative). Тонка органічна плівка на міді, яка захищає її до першого оплавлення, потім згорає. Плоске, дешеве та безсвинцеве. Термін зберігання коротший за металеві покриття, а плівка пошкоджується повторним оплавленням, тому підходить для плат, які монтують незабаром після виготовлення та паяють один або два рази. Порожня мідь залишається відкритою на тестових крапках після монтажу, а плівка невидима, тому сліди оброблення — ризик.
Імерсійне срібло. Тонкий шар срібла, осаджений витісненням. Плоске, гарне для дрібного кроку та гарне на високих частотах. Воно тьмяніє в повітрі, що містить сірку, тому потребує ретельного упакування та зберігання й має коротший термін зберігання. Воно помірне за вартістю.
Імерсійне олово. Тонкий шар олова. Плоске, безсвинцеве та дешеве. Олово на міді повільно утворює сполуку, яка шкодить паяності, тому термін зберігання обмежений, а олово може вирощувати вуса (дуже тонкі металеві волоски) за деяких умов. Використовується для з’єднань press-fit і для деяких робіт із дрібним кроком.
ENEPIG (electroless nickel, electroless palladium, immersion gold). Як ENIG із шаром паладію між нікелем і золотом. Паладій блокує відмову black pad і дозволяє дротяне з’єднання, а також паяння. Плоске та довговічне; коштує дорожче за ENIG.
Тверде золото (electroplated nickel and gold). Набагато товстіший, твердіший шар золота, нанесений гальванічно та легований невеликою кількістю кобальту або подібного. Воно опирається зносу. Воно використовується для крайових роз’ємів (позолочені крайові контакти) та контактних майданчиків, які вставляються та виймаються. Воно зазвичай наноситься лише на ці області, а інше покриття покриває решту плати. Дорого та поганий вибір для звичайних паяльних майданчиків.
- HASL: розплавлений припій, вирівняний дуттям. Майданчик виявляється куполоподібним, а не плоским.
- ENIG: шар нікелю з дуже тонким шаром золота зверху. Плоске.
- ENEPIG: нікель, шар паладію, потім тонке золото.
- OSP: органічна плівка на порожній міді. Дуже тонка та невидима.
- Імерсійне срібло або олово: тонкий плоский металевий шар.
- Тверде золото: нікель із набагато товстішим шаром золота, для контактів, які зношуються.
Порівняння
| Покриття | Плоскість | Дрібний крок і BGA | Термін зберігання | Клас вартості | Типове застосування |
|---|---|---|---|---|---|
| HASL (tin-lead) | Погана | Ні | Довгий | Низький | Прості деталі з виводами в отвори та більші деталі, де свинець дозволено |
| HASL (lead-free) | Погана | Ні | Довгий | Низький | Те саме, де свинець обмежено |
| ENIG | Дуже гарна | Так | Довгий | Середній до високого | Загальні плати з дрібним кроком, BGA, плати з контактами |
| OSP | Гарна | Так, якщо паяється скоро | Короткий | Низький | Споживчі плати, які монтують швидко |
| Імерсійне срібло | Гарна | Так | Середній, чутливий до зберігання | Середній | RF, дрібний крок |
| Імерсійне олово | Гарна | Так | Обмежений | Низький до середнього | Press-fit, деякі роботи з дрібним кроком |
| ENEPIG | Дуже гарна | Так | Довгий | Високий | Дротяне з’єднання плюс паяння, вимогливі плати |
| Тверде золото | Гарна | Не паяльне покриття | Довгий | Високий | Крайові роз’єми, контакти |
Цифри терміну зберігання тут відносні. Фактичні цифри різняться за виробником і за упакуванням і зазвичай указуються в місяцях; запитайте завод про цифру, яка діє для нього. Якщо плати зберігатимуться довго до монтажу, запитайте завод, як їх зберігати.
Плоскість важлива за дрібного кроку. Плоска деталь або трафарет зустрічає куполоподібний майданчик лише в його найвищій крапці.
- Майданчики HASL куполоподібні, і кожен купол має власну висоту.
- Плоска площина деталі або трафарету спирається лише на найвищий купол.
- ENIG — тонкий шар нікелю та тонший шар золота: майданчик залишається плоским.
- Маска між майданчиками, однакова на обох картинках.
Як вибирати
- Якщо Ви не знаєте, виберіть між безсвинцевим HASL і ENIG. HASL для простих плат із більшими деталями, ENIG для дрібного кроку, BGA та плат, де плоскі майданчики важливі.
- Дрібний крок або BGA означає плоске покриття. ENIG, OSP, імерсійне срібло або олово, ENEPIG.
- Позолочені крайові контакти означають тверде золото на контактах. Скажіть це та скажіть, які області.
- Дротяне з’єднання означає ENEPIG або інше покриття, оцінене для з’єднання.
- Плата, яка чекатиме до монтажу, потребує довговічного покриття. ENIG і ENEPIG — безпечні вибори.
- Безсвинцеве там, де вимагається. Якщо Ваш продукт підпадає під обмеження на небезпечні речовини, виберіть безсвинцеве покриття. Продуктові правила визначають, що треба, і Ви за них відповідальні.
- Змішування покриттів коштує дорожче. Селективне тверде золото на платі з ENIG в іншому місці — стандартне поєднання, але кожне поєднання додає етапи.
Звичайні проблеми
- Паяні з’єднання слабкі на ENIG. Рідко, коли процес контролюється; попросіть звіт про процес, якщо у Вас є вимога надійності.
- Майданчики тьмяні або незмочувані після зберігання. Зазвичай окиснення або потьмяніння від довгого зберігання або поганого упакування.
- Нерівний припій на майданчиках HASL. Ефект процесу, а не дефект; виберіть плоске покриття.
- Золото на невірній області. Опишіть золоті області на кресленні, а не лише в примітці.
Як це виглядає під час замовлення тут
Ви вибираєте покриття як одну з опцій, і ціна слідує. Доступні покриття перелічено на сторінці виробничих можливостей. Перевірка може сказати, коли Вашим файлам потрібне покриття, яке Ви не замовили: наприклад, вона повідомляє «крайовий роз’єм (позолочені контакти)» як знайдену ознаку, коли його нема серед замовлених опцій. Інженер підтверджує кожне замовлення. Пов’язані цінові ефекти див. у статті Що впливає на ціну PCBA.