Финишные покрытия на основе никеля при производстве печатных плат

Главная » Литература » Статьи » Финишные покрытия на основе никеля при производстве печатных плат
Автор: Карбасов Б.Г.

Основное назначение финишных покрытий - обеспечение надежного монтажа элементной базы и сохранение при эксплуатации свойств паяных или сварных соединений.

Основное назначение финишных покрытий - обеспечение надежного монтажа элементной базы и сохранение при эксплуатации свойств паяных или сварных соединений. Использование бессвинцовистых оловянных припоев, имеющих более высокую температуру плавления по сравнению с обычными, для закрепления элементной базы привело к нежелательному явлению охрупчивания паяных соединений, вызванному образованием интерметаллидов олово-медь. Образование интерметаллидов может быть исключено, если между медной основой и припоем находится барьерный никелевый слой.

Никелевое покрытие не может быть использовано в качестве финишного покрытия печатных плат по причине образования на поверхности никеля слоя оксидов, ухудшающих пайку, сварку и поверхностные электрические характеристики. Для того, чтобы изолировать никель от атмосферного воздействия, на его поверхность наносят тончайший слой благородного металла, обладающий постоянством поверхностных свойств. Тонкий слой благородного металла обеспечивает постоянство во времени таких характеристик, как переходное сопротивление, сварку, пайку. Количество благородного металла, который растворяется в припое, настолько мало, что образование интерметаллидов олово -благородный металл исключено, это и обеспечивает постоянство прочностных характеристик паяных соединений.

Финишное покрытие благородными металлами с подслоем никеля могут быть получены электроосаждением благородного металла (0,5-2 мкм) на электрохимический никелевый подслой (6-9 мкм) при использовании его в качестве металлорезиста в традиционной схеме изготовления печатных плат. Это позволяет упростить технологический процесс, но проводит к повышенному расходу благородного металла.

Использование процесса химического никелирования (4 мкм) с последующим химическим или иммерсионным осаждением благородного металла на печатные платы с нанесенной паяльной маской несколько усложняет процесс изготовления печатных плат, но существенно уменьшает расход благородных металлов.

Наиболее известным и широко используемым в настоящее время является покрытие химический никель - иммерсионное золото (золотое защитное покрытие ЗЗП). Сохранность поверхностных свойств химического никеля в течение длительного срока хранения обеспечивает тонкое (0,08 - 0,25 мкм) золотое покрытие. Для обеспечения надежной пайки достаточна толщина золотого покрытия 0,08 - 0,12 мкм. Для сварки золотой проволокой толщина золотого покрытия должна быть не менее 0,2 мкм. ЗЗП рекомендуется использовать при изготовлении дорогостоящих наполненных (3-5 класс) печатных плат, предназначенных для поверхностного монтажа, а также в серийном производстве печатных плат, имеющих концевые разъемы и контактные площадки.

Если к контактным площадкам и концевым разъемам предъявляются повышенные требования по износостойкости, то вместо иммерсионного золота на химический никель осаждают химический палладий (ПЗП) толщиной от 0,2 мкм. ПЗП помимо износостойкости обладает высокой коррозионной стойкостью, паяемостью и способностью к сварке.

Самым перспективным финишным покрытием представляется покрытие химический никель -иммерсионное серебро (СЗП). СЗП имеют лучшие среди финишных покрытий характеристики пайки, такие как распределяемость припоя, в том числе и не содержащего свинец, прочность на отслаивание, относительный подъем припоя в отверстиях. Серебряные покрытия паяются с бескислотными флюсами, подвергаются различным видам сварки, что позволяет использовать их при производстве печатных плат с различным видом крепления элементов. СЗП можно использовать для плат СВЧ-техники. Покрытие СЗП значительно дешевле других современных финишных покрытий. Нанесение этого покрытия осуществляется на том же оборудовании, что и покрытие ЗЗП. Покрытие СЗП предпочтительнее предлагаемого в настоящее время процесса автокаталитического осаждения серебра, поскольку имеет промежуточный слой химического никеля.

Применение ИЗП, ПЗП, СЗП не требует дорогостоящего оборудования, но требует высокой культуры производства и квалификации обслуживающего персонала. Процессы ИЗП.ПЗП и СЗП взаимозаменяемы, наличие в производстве всех процессов позволяет полностью удовлетворить запросы современной электронной техники.

ООО «КААС» располагает технологической документацией на процессы ЗЗП, ПЗП и СЗП, может обеспечить внедрение этих процессов и поставку расходных материалов.

Скачать файл - Финишные покрытия на основе никеля при производстве печатных плат