Výhody a nevýhody povrchových úprav PCB

Povrchové úpravy lze klasifikovat mnoha různými způsoby. Tento článek pojednává o hlavních atributech povrchových úprav desek plošných spojů a požadavcích na různé typy výrobků z desek plošných spojů. Jsou diskutovány výhody a nevýhody jednotlivých typů. Chcete-li určit správnou povrchovou úpravu pro váš projekt DPS, můžete se podívat do následující tabulky.

ENTEC 106(r)

Mezi nejpoužívanější povrchové úpravy v průmyslu plošných spojů patří ENEPIG. Jedná se o dvouvrstvý kovový povlak tvořený 2-8 min Au nad 120-240 min Ni. Nikl působí jako bariéra pro měď na povrchu DPS. Zlato chrání nikl před korozí během skladování a zajišťuje nízký kontaktní odpor. ENIG je často cenově výhodnou volbou pro desky plošných spojů, je však důležité používat správné aplikační postupy.

Výhody a nevýhody galvanického zlata oproti elektrolytickému niklu (ESN) spočívají především v cenové výhodnosti a snadnosti pokovování. Galvanické zlato oproti elektrolytickému niklu je velmi odolné a má dlouhou životnost. Galvanické zlato nad niklem má však vyšší cenu než ostatní povrchové úpravy. Kromě toho galvanické zlato nad niklem narušuje leptání a musí se s ním zacházet opatrně, aby nedošlo k jeho poškození.

ENEPIG

Povrchové úpravy desek plošných spojů se dělí na dvě hlavní klasifikace: Tento článek se zabývá rozdíly mezi těmito dvěma povrchovými úpravami a porovnává jejich výhody a nevýhody. Pojednává také o tom, kdy je vhodné každou z nich použít.

Povrchová úprava ENIG je třívrstvá lepená kovová úprava. V minulosti se tento materiál používal především na deskách plošných spojů s funkčními povrchovými spoji a vysokými požadavky na trvanlivost. Vysoká cena palladia a požadavek na samostatnou výrobní linku však vedly k neúspěchu tohoto materiálu. V posledních letech se však tento materiál vrací. Díky svým vysokofrekvenčním vlastnostem je vynikající volbou pro vysokofrekvenční aplikace.

Ve srovnání s ENIG používá ENEPIG mezi vrstvami zlata a niklu další vrstvu palladia. Ta chrání niklovou vrstvu před oxidací a pomáhá předcházet problémům s černými podložkami. Protože ceny palladia v poslední době klesly, je nyní ENEPIG široce dostupný. Nabízí stejné výhody jako ENIG, ale je kompatibilnější s lepením drátů. Proces je však složitější, vyžaduje další pracovní sílu a může být drahý.

HASL

Klasifikace HASL povrchové úpravy desek plošných spojů zajišťuje vynikající pájitelnost a je schopna zvládnout více tepelných cyklů. Tato povrchová úprava byla dříve průmyslovým standardem, ale zavedení norem RoHS ji vyřadilo ze shody. Alternativou k HASL je bezolovnatý HASL, který je šetrnější k životnímu prostředí, bezpečnější a lépe odpovídá směrnici.

Povrchová úprava desek plošných spojů má zásadní význam pro spolehlivost a kompatibilitu. Vhodná povrchová úprava může zabránit oxidaci měděné vrstvy, která snižuje pájitelnost DPS. Kvalita povrchové úpravy je však pouze jednou částí obrazu. Je třeba vzít v úvahu i další aspekty, například náklady na výrobu desek.

Tvrdé zlato

Existuje mnoho klasifikací povrchových úprav desek plošných spojů, včetně tvrdého zlata a měkkého zlata. Tvrdé zlato je slitina zlata, která obsahuje komplexy niklu a kobaltu. Tento typ se používá pro konektory na hranách a kontakty DPS a obvykle má vyšší čistotu než měkké zlato. Naproti tomu měkké zlato se obvykle používá pro aplikace spojování vodičů. Je také vhodné pro bezolovnaté pájení.

Tvrdé zlato se obvykle používá pro součásti, které mají vysokou odolnost proti opotřebení. Tento typ pokovení se používá pro čipy RAM. Tvrdé zlato se používá také na konektory, ale zlaté prsty musí být od sebe vzdáleny 150 mm. Také se nedoporučuje umisťovat pokovené otvory příliš blízko zlatých prstů.

Ponorná plechovka

Povrchová úprava desek plošných spojů je kritickým procesem mezi výrobou desek plošných spojů a osazováním karet plošných spojů. Hrají důležitou roli při udržování odkrytých měděných obvodů a zajišťují hladký povrch pro pájení. Povrchová úprava desek plošných spojů se obvykle nachází v nejvzdálenější vrstvě desky plošných spojů, nad mědí. Tato vrstva funguje jako "nátěr" mědi, který zajistí správnou pájitelnost. Existují dva typy povrchových úprav DPS: kovové a organické.

Ponorný cín je kovová povrchová úprava, která pokrývá měď na desce plošných spojů. Jeho výhodou je, že se dá snadno přepracovat v případě chyb při pájení. Má však i některé nevýhody. Například může snadno zmatnět a má krátkou trvanlivost. V důsledku toho se doporučuje používat ponorné cínové povrchové úpravy DPS pouze v případě, že jste si jisti, že vaše pájecí procesy jsou přesné.