Leiterplatten OberflächenOberflächenveredelung für verbesserte Leistung und Haltbarkeit
Das Oberflächenfinish auf einer Leiterplatte schützt das Kupferleiterbild vor Oxidation und Abnutzung. Die Leiterplatten-Oberflächen müssen eine perfekte Lötbarkeit gewährleisten, speziell wenn die Bauteile mit der Leiterplatte platziert und verbunden (meist gelötet) werden.
Verfügbare Optionen
Mit mehr als 20 Jahren Erfahrung in der Leiterplattenindustrie, verfügt die ICAPE Gruppe über ein umfangreiches Know-how bei den verschiedenen Arten von möglichen Oberflächen-Veredelungen. Mit unseren 27 Partnerfabriken in Asien, Europa und Afrika kann die ICAPE Gruppe alle Phasen des Leiterplatten-Herstellungsprozesses vollständig steuern und kontrollieren. Diese langjährige Zusammenarbeit garantiert unseren mehr als 3650 Kunden weltweit ein hohes Qualitätslevel und eine volle Zufriedenheit bei der Belieferung unserer Produkte.
„Lead Free Hot Air Solder Leveling“ – LF HASL
Die Platinen werden in ein Bad aus geschmolzenem heißen Zinn getaucht. Der Überschuss des heißen Zinns wird beim Rausfahren aus der Zinkammer mit heißer Hochdruckluft (mit schräg angestellten beidseitigen Luftmessern) abgeblasen. Das Eintauchen der Leiterplatte in ein solches heißes Zinn-Bad hilft, Defekte oder Unsauberkeiten vor dem Bestückungvorgang mit Bauteilen zu erkennen. Verfahrensbedingt hinterlässt dieses Verfahren jedoch teilweise unebene Oberflächen, die bei der Bestückung mit SMD-Bauteilen zu Problemen (Positionierung der BE) führen können. Die Herstellung von Platinen, die für Fine-Pitch-Komponenten konzipiert sind, kann aufgrund der unebenen Oberfläche zu elektrischen Kurzschlüssen führen. Deshalb ist von einer Herstellung von Leiterplatten für diese Bestückungsart abzuraten.
Vorteile
. Ausgezeichnete Lötbarkeit
. Kosteneffizient
. Weit verbreitete Technologie
Nachteile
. Mögliche Unterschiede in der Dicke der Oberfläche
. Nicht geeignet für Fine-Pitch-Komponenten
. Abrasiv mit Kupfer, abhängig von der Legierung
. Thermische Belastung der Leiterplatte
Bleifrei Zinn /Tauchverzinnung/Immersion Tin
Die bleifreie Verzinnung oder auch Tauchverzinnung ist ein chemisch abgeschiedenes metallisches Finish, das auf die Kupfer-Metallbasis der Leiterplatte aufgetragen wird. Die typische Dicke von nur 1µm verleiht diesem Finish eine perfekte Ebenheit, macht es aber auch sehr empfindlich gegenüber mechanischen Beschädigungen (Handling der Platinen). Das vorhandene Kupfer kann mit Zinn eine intermetallische Schicht bilden, die die Haltbarkeit der Platinen bis zur Verarbeitung auf 6 Monate reduziert. Im Allgemeinen gewährleistet dieses Finish jedoch eine hohe Zuverlässigkeit und eignet sich hervorragend für Fine-Pitch-Anwendungen bzw. dem Einsatz von sehr kleinen Bauteil-Komponenten.
Vorteile
> Perfekte Oberfläche à Planarität
> keine Verwendung von Blei (umweltverträglich!)
> Nacharbeit möglich
> Erste Wahl für Einpresstechnik oder Presspassungen
> für Fine-Pitch-Anwendungen und sehr kleine Bauteilanwendungen geeignet
Nachteile
> Empfindlich, mögliche Beschädigung bei der Handhabung
> Umweltprobleme durch den im Prozess verwendeten Thioharnstoff
> Haltbarkeit von nicht verarbeiteten Platinen
> 6 Monate
Chemisch Silber /Immersion Ag
Die Oberfläche Chemisch Silber, auch Tauchsilber ist ein chemisches Verfahren, das eine ausgezeichnete Oberflächenebenheit gewährleistet. Die Finishdicke variiert zwischen 0,12 bis 0,40 µm. Die Haltbarkeit der Oberfläche beträgt üblicherweise 6 Monate. Diese Technologie kann mit Aluminiumdraht geschweißt werden, bringt aber auch Einschränkungen mit sich, wie z. B. die Empfindlichkeit bei der Handhabung, die Notwendigkeit einer speziellen Verpackung und die eingeschränkten Lieferkettenoptionen bei der Belieferung.
Vorteile
> Ausgezeichnete Ebenheit à Planarität
> Perfekt für Fine-Pitch-Komponenten und kleine Bauteile
> Konkurrenzfähiger Preis
> Kein Einsatz von Blei
> Nacharbeit möglich
> Aluminiumdraht bondbar
Nachteile
> Empfindlich in der Handhabung
> Reduzierte Optionen in der Lieferkette
> Kurzes Zeitfenster bei der Verarbeitung
ENIG/Chemisch Nickel-Gold/„Electroless Nickel Immersion Gold“
ENIG ist eine zweischichtige metallische kombinierte Beschichtung mit Nickel und Gold. Das Leiterbild wird zuerst mit einer Nickelschicht versehen und danach mit 0,05 µm reinem Gold vergoldet. Nickel bietet hierbei eine Barriere zwischen Kupfer und Gold (zeitliche Diffusion des Goldes ins Kupfer). ENIG ist eine Oberfläche, auf der alle SMD-Komponenten gelötet werden können. Es handelt sich um ein bleifreies Verfahren, das eine sehr flache Oberfläche und eine hervorragende Lötbarkeit sowie Zuverlässigkeit bietet.
Vorteile
> Ausgezeichnete Ebenheit à Planarität
> Hervorragende Lötbarkeit
> Platinen sind problemlos bondbar
Nachteile
> Nicht Preisgünstig
> Chemisch Nickel/Phosphor kann unerwünschte magnetische Eigenschaften haben
> Nur Aminiumdraht bondbar
> Die Oxidation von Nickel bei längerer Lagerung kann zu Lötfehlern führt
ENEPIG – „Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold“
Der Prozess ist derselbe wie bei der ENIG-Oberfläche. Obwohl es sich bei ENIG um ein hochwertiges Finish handelt, kann es aufgrund der Nickeloxidation zu Fehlern beim Löten der Komponenten auf der Leiterplatte kommen. Um dieses Risiko auszuschalten, kann zwischen Nickel und Gold eine zusätzliche Schicht aus Palladium aufgebracht werden, die korrosionsbeständig ist. Allerdings kann die Lötbarkeit beeinträchtigt werden, wenn die Palladiumschicht zu dick aufgetragen wurde.
Vorteile
> Ausgezeichnete Ebenheit à Planarität
> Hervorragende Lötbarkeit
> Bondfreundlich
> Die Palladiumschicht eliminiert eine mögliche Korrosion
Nachteile
> Nicht Preisgünstig
> Chemisch Nickel/Phosphor kann unerwünschte magnetische Eigenschaften haben
> Die Lötbarkeit wird durch eine zu dicke Palladiumschicht beeinträchtigt
> Langsamerer Benetzung
OSP („Organic Solderability Preservative“)
OSP ist ein Oberflächenveredelung auf Wasserbasis, das in einem Bad aufgetragen wird und im Allgemeinen für Kupferpads verwendet wird. Diese organische Lötmaske verbindet sich mit dem Kupfer und schützt es vor Korrosion. OSP hat nur eine begrenzte Haltbarkeit und ist nicht die robusteste Oberfläche (Handling!). OSP ist als Verfahren sehr umweltfreundlich.
Vorteile
> Ausgezeichnete Ebenheit à Planarität
> Nacharbeit ist möglich
> Sauber und umweltfreundlich
> Preisgünstige Oberfläche
Nachteile
> Begrenzte Lagerfähigkeit
> Begrenzte thermische Zyklen
> Schwierig zu prüfen
> Erfordert relativ aggressives Flussmittel bei der Montage
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