Иммерсионное финишные покрытие. Что выбрать? Иммерсионные золото, серебро или олово?
В современном производстве печатных плат (ПП) особое внимание уделяется финишным покрытиям контактных площадок. Они защищают медные проводники от окисления, обеспечивают паяемость и долговечность соединений. Среди популярных вариантов — иммерсионное золото (ENIG), иммерсионное серебро (IAg) и иммерсионное олово. (ImmSn)
Иммерсионные покрытия обладают более гладкой поверхностью, чем оловянные покрытия, а значит лучшим контролируемым импедансом трасс, меньшими диэлектрическими потерями, и могут быть использованы для высокочастотных печатных плат. Выбор между иммерсионными покрытиями зависит от требований к надежности, стоимости, технологичности и условиям эксплуатации печатной платы. В статье разберем преимущества и недостатки каждого покрытия, их применение и перспективы развития.
Иммерсионное золото (ENIG)
Технология нанесения
На медную поверхность печатной платы наносится тонкий слой никеля (3–6 мкм), затем — золото (0,05–0,15 мкм). Никель служит барьером для диффузии меди, а золото защищает от окисления.
Преимущества:
- Высокая коррозионная стойкость
- Соответствие требованиям RoHS по устранению токсичных веществ, таких как свинец
- Долгий срок хранения (до 12 месяцев)
- Отличная паяемость и совместимость с различными компонентами
- Высокая электропроводность без ухудшения со временем
- Устойчивость к растворению припоя (возможность повторной пайки)
- Идеально для высокочастотных плат, SMD компонентов с малым шагом и BG
Недостатки:
- Относительно высокая стоимость
- Риск образования «черных подушек» (black pad) — дефект никелевого слоя, приводящий к ухудшению паяемости контакта
- Требуется полная зачистка перед повторной пайкой
Ограничения технологии ENIG в значительной степени устраняются с помощью тщательного контроля процесса. Преимущества ENIG значительно перевешивают недостатки для большинстве случаев.
Иммерсионное серебро (IAg)
Технология нанесения
На медь наносится тонкий слой серебра (0,1–0,3 мкм), что обеспечивает хорошую электропроводность и паяемость.
Преимущества:
- Более низкая стоимость по сравнению с золотом
- Соответствие требованиям RoHS
- Отличная паяемость
- Идеально для высокоскоростных сигналов
- Отсутствие никелевого подслоя подходит для СВЧ-плат
Недостатки:
- Подвержено окислению, не подойдет для усстройств требующих высокую надежность и долговечность паяных соединений
- Ограниченный срок хранения (3–6 месяцев)
- Менее устойчиво к механическим нагрузкам
- Риск взаимной диффузии меди и серебра, что приводит к снижению электропроводности
- Требовательно к условиям хранения и обработки, легко испортить
- Требовательно к зазорам между проводником и маской
Практическое применение иммерсионного золота и серебра
ENIG чаще применяется в высоконадежных устройствах: военная, медицинская, аэрокосмическая электроника, а также в печатных платах с BGA-компонентами. IAg популярен в потребительской электронике, LED-технике, автомобильных печатных платах, где важна стоимость, паяемость и передача сигнала выше 10 Гц.
Иммерсионное олово (ImmSn)
Технология нанесения
Процесс прямого химического осаждения олова (0,8–1,5 мкм) на медные проводники.
Преимущества:
- Хорошая паяемость для свинцовых и бессвинцовых припоев
- Относительно низкая стоимость
- Соответствие требованиям RoHS
- Подходит для высокоплотных печатных плат с HDI и BGA-монтажем
- Отсутствие проблем с миграцией металла
- Низкие потери на высоких частотах
Недостатки:
- Ограниченный срок хранения (до 6 месяцев, при неблагоприятных условиях существенно меньше)
- Риск образования «оловянных усов» (whiskers) — тонких, удлиненных нитей, со временем спонтанно образовывающиеся на поверхности олова, могут вызвать короткое замыкание между дорожками
- Не подходит для многократной пайки
- Высокая шероховатость поверхности, приводит к трудностям при сборке платы
- Менее подходит для ВЧ-плат по сравнению с серебром (IAg)
Иммерсионное олово – это бюджетный вариант для стандартных и высокочастотных печатных плат, но с ограниченным сроком хранения. Иммерсионное золото – лучше для высокочастотных и высоконадежных печатных плат, но с ограничением по частоте до 10 Гц. Выбор зависит от условий эксплуатации и требований к паяемости.
Характеристики иммерсионных покрытий
| Характеристика | Иммерсионное олово | Иммерсионное серебро | Иммерсионное золото |
|---|---|---|---|
| Толщина покрытия | 0,8–1,5 мкм | 0,1–0,3 мкм | 3 – 5,0 Ni; 0,06 – 0,1Аu |
| Срок хранения | 6–12 месяцев | 3–6 месяцев | До 12 месяцев |
| Паяемость | Отличная | Отличная | Хорошая |
| Стоимость | Низкая | Средняя | Высокая |
| Устойчивость к коррозии | Средняя | Средняя | Высокая |
| Применение | HDI, BGA, общая электроника | Высокочастотные печатные платы, высокоскоростные сигналы | Военная промышленность, медицинская, аэрокосмическая электроника, а также в печатных платах с BGA-компонентами |
| Проблемы | "усы" олова | Потускнение, миграция, коррозия | Риск образования "черных подушек" |
Комментарии
Добавить комментарий