Облуживание с выравниванием воздушным ножом (HASL, горячее лужение)

С точки зрения производителя печатных плат процесс HASL дорог и трудоемок в обслуживании, не говоря о повышенной угрозе здоровью и безопасности.

С точки зрения процесса сборки печатных узлов (ПУ) данное покрытие имеет множество преимуществ. Такие платы самые дешевые из предлагаемых на рынке, а финишное покрытие сохраняет паяемость после нескольких циклов оплавления, отмывки и хранения.

Одним из главных недостатков покрытия является некопланарность контактных площадок. Этот недостаток вызван тем, что из-за сил поверхностного натяжения, действующих в расплавленном припое, он по-разному сдувается с площадок, расположенных параллельно и перпендикулярно линии воздушных ножей. Особенно явно это проявляется на контактных площадках с малым шагом.

Покрытие HASL хорошо работало в течение многих лет, однако с приходом более безопасных для окружающей среды («зеленых») техпроцессов, дни его оказались сочтены. Кроме перехода на бессвинцовые технологии, усложнение печатных плат и применение компонентов с малым шагом выводов привели к ограничениям в использовании такого финишного покрытия.

Достоинства:

Недостатки:

Как это выглядит?

Иммерсионное золото с подслоем электролизного никеля (ENIG)

ENIG представляет собой очень универсальное плоское покрытие с хорошей паяемостью, возможностью разварки на нём алюминиевых проводов, а также с отличными электропроводящими свойствами поверхности. Время хранения покрытия до использования превышает 12 месяцев. Качество покрытия легко проверяется визуально, а его толщина легко измеряется методами неразрушающего измерения (XRF - X-ray fluorescence http://encyclopedia.thefreedictionary.com/X-Ray+Fluorescence). Покрытие ENIG продолжает завоёвывать рынок, особенно после того, как технологи поняли природу, и практически устранили дефект, называемый «Чёрная площадка». “Black Pad” – термин, появившийся в поздних 90х годах и описывавший специальный вид коррозии никеля, ослабляющий паяемость контактных площадок. Состав коррозионного слоя остался до конца не выясненным, но известно, что это – химическое соединение никеля, фосфора и кислорода.

Процесс получения покрытия ENIG довольно сложен. Он требует чистой медной поверхности, свободной от остатков паяльной маски и металлорезиста. Паяльная маска, нанесённая на плату, должна быть хорошо отверждена и полностью высушена перед началом процесса осаждения ENIG, для того, чтобы выдержать воздействие высоких температур при осаждении никеля и золота.

В настоящее время сложность процесса получения покрытия ENIG хорошо понимается как поставщиками, так и заказчиками печатных плат, однако, несмотря на свою дороговизну, покрытие нашло широкое распространение в сложных печных платах, изготовленных по бессвинцовой технологии.

Достоинства:

Недостатки:

Как это выглядит?

Иммерсионное серебро

В процессе пайки серебряный слой растворяется в паяном соединении, образуя сплав олово-свинец-серебро на меди, что обеспечивает очень надежные паяные соединения компонентов BGA. Контрастный цвет, в отличие от OSP, упрощает визуальную и оптическую инспекцию данного покрытия. Это покрытие позволяет мгновенно переключиться с покрытия горячим лужением (HASL) и не требует менять параметры пайки.

Несмотря на имеющий место фундаментальный вопрос о «миграции» серебра, новые финишные покрытия содержат добавки, предотвращающие миграцию и сводящие этот эффект к минимуму. Иммерсионное серебро – многообещающее покрытие, однако потребители как обычно очень консервативны. Многие клиенты рассматривают данное покрытие, как «находящееся на стадии исследований», тем не менее, это покрытие можно назвать наилучшим по соотношению цена/качество.

Достоинства:

Недостатки:

Как это выглядит?

Иммерсионное олово

Достоинства:

Недостатки:

Как это выглядит?

Органическая защитная пассивация (OSP)

С точки зрения производителя ПП процесс очень прост, и хорошо управляем.

С точки зрения сборки ПУ данное покрытие обладает лучшими возможностями по сравнению с традиционным горячим лужением (HASL) в отношении копланарности и паяемости, но требует существенных изменений в техпроцессе: в отношении применяемого типа флюса и числа циклов нагрева. Платы с данным покрытием требуют аккуратного обращения, поскольку содержащие кислоты отпечатки пальцев приводят к ухудшению свойств OSP, и делают медь чувствительной к окислению. Сборщики предпочитают работать с металлическими покрытиями, отличающимися большей гибкостью и выдерживающими больше циклов нагрева. Также покрытие OSP приводит к сложностям при адаптерном электроконтроле. Для того, чтобы пробиться через слой OSP, требуются более мощные щупы, которые потенциально способны привести к повреждению и прокалыванию переходных отверстий и контактов.

Достоинства:

Недостатки:

Как это выглядит?

Выводы

Сводная таблица финишных покрытий печатных плат