Das freiliegende Kupfer auf der Leiterplatte würde oxidieren und das Löten der Bauteile beeinträchtigen. Als einer der letzten Arbeitsschritte in der Leiterplattenproduktion werden daher die freiliegenden Kupferflächen auf der Leiterplatte mit einer Endoberfläche beschichtet.
Die Endoberfläche schützt das darunterliegende Kupfer vor Oxidation und erhöht dadurch die Lagerfähigkeit. Zusätzlich hat die Endoberfläche die Aufgabe, die Benetzbarkeit der Anschlussflächen beim Löten zu erhöhen.
Die wählbaren Endoberflächen variieren in Lagerfähigkeit, typischer Anwendung und Preis. Die Endoberfläche wird jedoch meist von den weiteren Verarbeitungsschritten, dem Endprodukt oder dem vorgesehenen Einsatzort des Endprodukts vorgegeben.
Verfügbare Oberflächen
Oberfläche | RoHS Konform | Löten | Bonden Aludraht | Bonden Golddraht | BGAs | Flex-/Starrflex | Einpresstechnik | Steckleisten (PCI) | Schleifkontakte | Dicke | Lagerfähigkeit | Reflow Cycles |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hal SnPb |  | | >5µm | ca.12 Monate | 5** | |||||||
| HAL Bleifrei | | | | laut IPC-6012* | ca. 12 Monate | 5** | ||||||
| Chemisch Zinn | | | | | >1µm | ca. 6 Monate | 5** | |||||
| Chemisch Silber | | | | | | 0.12 - 0.3µm | ca. 6 Monate | 5** | ||||
| Chemisch Gold ENIG | | | | | | | 3-6µm Ni 0.05-0.1µm Au | ca. 12 Monate | 5** | |||
| ENEPIG | | | | | | | 3-8µm Ni 0.05-0.15µm Pd 0.05-0.1µm Au | ca. 12 Monate | - | |||
| Galvanisch Softgold | | | | 4 - 6µm Ni >1µm Au | ca. 12 Monate | - | ||||||
| Galvanisch Hartgold | | | | 4 - 6µm Ni 0.8 - 2µm Au | ca. 12 Monate auf Anfrage | - |
HAL SnPb
HAL SnPb (Bleizinn) ist nur noch in bestimmten Technologie-Bereichen wie Medizin oder Luft- & Raumfahrt zugelassen. HAL Bleizinn wurde durch HAL bleifrei abgelöst. Wenn die Oberfläche nur mit HAL oder HASL angegeben ist, ist typischerweise die bleifreie Variante gemeint. HAL Bleizinn ist geeignet für Standard-SMD, zeigt aber Schwächen bei Finepitch-Anwendungen. Hier ist eine chemische Oberfläche vorzuziehen (s. auch HAL vs. Chemisch Gold).
HAL bleifrei
HAL (Hot Air Leveling, auch bekannt unter HASL = Hot Air Solder Leveling) bleifrei ist die bewährteste Methode zur Aufbringung von Zinn als Leiterplattenoberfläche. Leiterplatten mit HAL bleifrei sollte jeder Bestücker problemlos verarbeiten können. HAL bleifrei ist geeignet für Standard-SMD, zeigt aber Schwächen bei Finepitch-Anwendungen. Hier ist eine chemische Oberfläche vorzuziehen (s. auch HAL vs. Chemisch Gold). Aufgrund der großen Nachfrage kann Multi-CB HAL bleifrei auch im Pooling-Verfahren anbieten (günstiger Preis).
Vorteile:
- Gute Lötbarkeit
- Gute Reflow Eigenschaften
Im Pooling-Verfahren verfügbar
Nachteile:
- Pads nicht plan
Chemisch Zinn
Die Oberfläche chemisch Zinn wird aus fertigungstechnischen Gründen nur noch selten angefragt! Aufgrund der schnellen Oxidation des Kupfers ist die Lagerfähigkeit stark abhängig von Temperatur und Verpackung. Fingerabdrücke auf der Oberfläche sollten tunlichst vermieden werden.
Vorteile:
- Absolut plan
- Gut für Finepitch
- Gut für SMD
Nachteile:
- Aufpreis
- kritischer Verarbeitungsprozess, Handschuhe verwenden
- schnellere Oxidation, dadurch:
- eingeschränkte Lagerfähigkeit
- Besser: Chemisch Gold verwenden
Chemisch Silber
Chemisch Silber ist eine der chemisch Zinn sehr ähnliche Leiterplatten-Oberfläche, mit besseren Eigenschaften bei Oxidation und Kontaktanwendungen. Trotzdem ist auch chemisch Silber eine empfindliche Oberfläche und hat dadurch einen geringen Marktanteil. Chemisch Silber ist sehr gut für Hochfrequenz-Anwendungen geeignet, da die Oberfläche wegen dem Skin-Effekt eine verlustarme HF-Übertragung ermöglicht.
Vorteile:
- Sehr gut für Hochfrequenz-Anwendungen (verlustarme HF-Übertragung s. Skin-Effekt)
- Absolut plan
- Gut für Finepitch
- Gut für SMD
- Bessere Lagerfähigkeit als Chem. Zinn
Nachteile:
- Aufpreis
- Empfindliche Oberfläche, Handschuhe verwenden
- Eingeschränkte Lagerfähigkeit
- Oberfläche läuft mit der Zeit an, es kann zu Kriechkorrosion kommen
- Soldermask defined pads sollten vermieden werden
- Besser: Chemisch Gold verwenden
Chemisch Gold (ENIG)
Chemisch Gold wird auch als ENIG bezeichnet (Electroless Nickel Immersion Gold). Chemisch Gold ist ebenso wie Chemisch Zinn und Chemisch Silber eine äußerst planare Leiterplatten-Oberfläche, und hat dabei sehr gute Oxidations-Eigenschaften. Es eignet sich hervorragend für Finepitch und Bonding (Aludraht) Anwendungen. Aufgrund der großen Nachfrage kann Multi-CB chemisch Gold auch im Pooling-Verfahren anbieten (günstiger Preis).
Vorteile:
- Absolut plan
- Sehr gut für Finepitch
- Sehr gut für SMD
- Sehr gute Benetzung
- Gute Lagerfähigkeit
- Im Pooling-Verfahren verfügbar
Nachteile:
- Moderater Aufpreis möglich
ENEPIG
ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold) ist äußerst planar und hat sehr gute Oxidations-Eigenschaften. Es eignet sich hervorragend für Lötapplikationen und Aluminiumdrahtbonden sowie Golddrahtbonden.
Vorteile:
- Absolut plan
- Sehr gut für Aludraht-Bonding
- Sehr gut für Golddraht-Bonding
- Sehr gut für Finepitch / SMD
- Sehr gute Benetzung
- Gute Lagerfähigkeit
Nachteile:
- Aufpreis