1. Sıcak hava lehim düzleştirme (HASL olarak bilinir)
Bu, PCB’nin yüzeyine eritilmiş kalay-kurşun lehimi kaplama ve ısıtılmış basınçlı hava ile düzleştirerek (üfleyerek) bakır oksidasyonuna karşı direnç gösteren ve iyi lehimlenebilirlik sağlayan bir kaplama tabakası oluşturma sürecidir. Bu süreçte, aşağıdaki önemli parametrelerin kontrol edilmesi gerekir: lehimleme sıcaklığı, hava bıçağı hava sıcaklığı, hava bıçağı basıncı, daldırma lehimleme süresi, kaldırma hızı vb.
Sıcak hava düzleştirme, şimdi SMT sürecinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sıcak hava ile PCB düzleştirme sırasında üç ana nokta vardır:
- PCB eritilmiş lehim içinde daldırılmalıdır;
- Hava bıçağı, lehim katılaşmadan önce sıvı lehimi üfler;
- Hava bıçağı, bakır yüzeydeki lehim menisküsünü en aza indirmeli ve lehim köprülenmesini önlemelidir.
HASL’nin Avantajları
- Göreceli olarak uzun depolama süresi.
- İyi pad ıslatma ve bakır kaplama.
- Kurşunsuz (RoHS uyumlu) varyantlar yaygın olarak mevcuttur.
- Olgun teknoloji.
- Düşük maliyet.
- Görsel muayene ve elektrik testi için son derece uygundur.
HASL’nin Dezavantajları
- Kablo bağlama için uygun değildir.
- Eritilmiş lehimin doğal menisküsü nedeniyle kötü düzlemsellik.
- Kapasitif dokunmatik anahtarlar için uygun değildir.
- Özellikle ince paneller için, HASL uygun olmayabilir. Banyodaki yüksek ısı, kartın eğilmesine neden olabilir.
2. OSP (organik koruyucu film)
OSP, Organik Lehimlenebilirlik Koruyucuları’nın kısaltmasıdır, ayrıca Preflux olarak da bilinir. Kısacası, OSP, bakır padlerin yüzeyine püskürtülerek organik kimyasallardan oluşan bir koruyucu film sağlar. Bu film tabakasının, normal bir ortamda bakır yüzeyin paslanmasını (oksitlenme veya vulkanizasyon vb.) önlemek için oksidasyona, ısı şokuna, nem direncine vb. sahip olması gerekir. Ancak, sonraki yüksek sıcaklık lehimlemesinde, bu koruyucu filmin, temiz bakır yüzeyin eritilmiş lehimle hemen birleşebilmesi için hızlı bir şekilde akı tarafından kolayca çıkarılması gerekir. Diğer bir deyişle, OSP’nin rolü, bakır ile hava arasında bir engel oluşturmaktır.
OSP’nin genel süreci: yağ giderme –> mikro aşındırma –> asidik temizleme –> saf su ile temizleme –> organik kaplama –> temizleme.
OSP’nin Avantajları
- Basit ve ucuz; yüzey kaplaması sadece püskürtülür.
- Pad yüzeyi çok pürüzsüz, düzlemsellik ENIG ile karşılaştırılabilir.
- Kurşunsuz (RoHS uyumlu) ve çevre dostu.
- Yeniden işlenebilir.
OSP’nin Dezavantajları
- Kötü ıslatma.
- Filmin şeffaf ve ince yapısı, görsel muayene ile kaliteyi değerlendirmeyi ve devre içi testi gerçekleştirmeyi zorlaştırır.
- Kısa ömür, yüksek depolama ve taşıma gereksinimleri.
- Kaplanmış delikler için zayıf koruma.
3. Daldırma gümüşü
Gümüş, stabil kimyasal özelliklere sahiptir. Daldırma gümüş işlemi ile işlenmiş PCB, ısıya, neme ve kirliliğe maruz kalsa bile, iyi elektriksel özellikler sağlayabilir ve iyi lehimlenebilirliğini koruyabilir, hatta parlaklığını kaybetse bile. Daldırma gümüşü, doğrudan bakır üzerine saf bir gümüş tabakası kaplayan bir yer değiştirme reaksiyonudur. Bazen daldırma gümüşü, gümüşün çevredeki sülfürlerle reaksiyona girmesini önlemek için OSP kaplaması ile birleştirilir.
Daldırma Gümüşünün Avantajları
- Yüksek lehimlenebilirlik.
- İyi yüzey düzlemselliği.
- Düşük maliyet ve kurşunsuz (RoHS uyumlu).
- Alüminyum kablo bağlama için uygundur.
Daldırma Gümüşünün Dezavantajları
- Yüksek depolama gereksinimleri. Kolayca kirlenebilir.
- Paketlemeden çıkarıldıktan sonra kısa montaj penceresi.
- Elektriksel test yapmak zor.
4. Daldırma Kalayı
Tüm lehimlerin kalay bazlı olması nedeniyle, kalay tabakası her türlü lehimle eşleşebilir. Kalay daldırma çözümüne organik katkı maddeleri eklendikten sonra, kalay tabaka yapısı granüler bir yapı alır, bu da kalay whisker ve kalay göçü nedeniyle oluşan sorunları aşar ve ayrıca iyi termal stabilite ve lehimlenebilirlik sağlar.
Daldırma kalay süreci, düz bir bakır-kalay intermetalik bileşiği oluşturabilir, bu da daldırma kalayın iyi lehimlenebilirliğe sahip olmasını sağlar ve düzlemsellik sorunları ve intermetalik difüzyon sorunları yaşamaz.
Daldırma Kalayın Avantajları
- Yatay üretim hattı için uygundur.
- İnce iz işleme için uygundur, kurşunsuz lehimleme için uygundur, özellikle krimp teknolojisi için.
- Çok iyi düzlemsellik, SMT için uygundur.
Daldırma Kalayın Dezavantajları
- Yüksek depolama koşulları, parmak izlerinden dolayı kararma olabilir.
- Kalay whisker’lar kısa devre ve lehim bağlantı sorunlarına neden olabilir, bu nedenle raf ömrü azalır.
- Elektriksel test yapmak zor.
- Süreç kanserojen bir madde içerir.
5. Daldırma Altın (ENIG)
ENIG, veya Elektroless Nikel Daldırma Altın, iki metal tabakadan oluşan yaygın olarak kullanılan bir yüzey işleme kaplamasıdır. Nikel, bakır üzerine doğrudan kaplanır ve ardından bir yer değiştirme reaksiyonu ile altın atomları ile kaplanır. Ni’nin iç tabakasının kalınlığı genellikle 3~6μm, Au’nun dış tabakasının kaplama kalınlığı ise genellikle 0.05~0.1μm’dir. Ni, lehim ile bakır arasında bir bariyer tabakası oluşturur. Au’nun rolü, depolama sırasında Ni oksidasyonunu önlemektir, bu da uzun bir raf ömrü sağlar, ancak daldırma altın süreci de mükemmel yüzey düzlemselliği üretir.
ENIG’nin işlem süreci şöyledir:
temizleme –> aşındırma –> katalizör –> elektroless nikel kaplama –> daldırma altın –> kalıntıları temizleme
Daldırma Altın (ENIG) Avantajları
- Kurşunsuz (RoHS uyumlu) lehimleme için uygundur.
- Mükemmel yüzey düzlemselliği.
- Uzun raf ömrü, yüzey dayanıklıdır.
- Alüminyum kablo bağlama için uygundur.
Daldırma Altın (ENIG) Dezavantajları
- Pahalı, altın kullanır.
- Süreç karmaşık ve kontrol edilmesi zordur.
- Siyah pad etkisine yatkındır.
6. Elektrolitik Nikel/Altın (Sert Altın/Yumuşak Altın)
Elektrolitik nikel altın, “sert altın” ve “yumuşak altın” olarak ikiye ayrılır. Sert altın, daha düşük saflığa sahiptir ve genellikle altın parmaklar (PCB kenar konektörleri), PCB kontakları veya diğer sert aşınma alanları için kullanılır. Altın kalınlıkları gereksinimlere göre değişebilir. Yumuşak altın daha saf olup, genellikle kablo bağlama uygulamalarında kullanılır.Elektrolitik Nikel/Altın Avantajları
- Daha uzun raf ömrü.
- Kontak anahtarları ve kablo bağlama için uygundur.
- Sert altın elektrik testi için uygundur.
- Kurşunsuz (RoHS uyumlu).
Elektrolitik Nikel/Altın Dezavantajları
- En pahalı yüzey kaplaması.
- Elektro kaplama altın parmak, ek bir iletken iz gerektirir.
- Sert altın, kötü lehimlenebilirliğe sahiptir. Altın kalınlığı nedeniyle, daha kalın tabakalar lehimlenmesi daha zor hale gelir.
7. ENEPIG
Elektroless Nikel Elektroless Paladyum Daldırma Altın, veya ENEPIG, PCB yüzey kaplaması olarak giderek daha fazla kullanılmaktadır. ENIG ile karşılaştırıldığında, ENEPIG, nikel ve altın arasında ekstra bir paladyum tabakası içerir, bu da nikel tabakasını korozyondan daha fazla korur ve ENIG kaplamasında meydana gelebilecek siyah pad oluşumunu önler. Ni’nin kaplama kalınlığı yaklaşık 3~6μm, paladyum kalınlığı yaklaşık 0.1~0.5μm ve altın kalınlığı 0.02~0.1μm’dir. Altın tabakasının kalınlığı ENIG’den daha az olmasına rağmen, ENEPIG daha pahalıdır. Son zamanlarda paladyum maliyetlerindeki düşüş, ENEPIG’i daha uygun hale getirmiştir.
Nikel paladyum (ENEPIG) Avantajları
- Siyah pad sorunları olmadan ENIG’nin tüm avantajları.
- ENIG’den daha fazla kablo bağlama için uygundur.
- Korozyon riski yoktur.
- Uzun depolama süresi. Kurşunsuz (RoHS uyumlu).
Nikel paladyum (ENEPIG) Dezavantajları
- Karmaşık süreç.
- Kontrol edilmesi zor.
- Yüksek maliyet.
- ENEPIG, nispeten yeni bir yöntemdir ve olgun değildir.