Финишные покрытия печатных плат

HASL (горячее лужение, Sn63Pb37)

Классическое горячее погружение в эвтектический припой Sn63Pb37 с выравниванием воздушными ножами (HASL). Толщина олова неравномерна — на углах площадок образуются «купола», что и есть главный недостаток.

• Состав: Sn63Pb37 (эвтектика, Tпл = 183 °C).
• Толщина: 1–25 мкм, средняя 5–15 мкм; плоскостность плохая.
• Паяемость отличная, эталонная; срок хранения 12+ месяцев; множественные циклы оплавления.
• Непригоден для шага < 0,5 мм и для BGA; для press-fit неприменим.
• Стоимость ×1,0 (базовая). Содержит свинец — ограничен RoHS.

HASL Lead-Free (бессвинцовое горячее лужение)

То же горячее лужение, но сплавом без свинца, чаще SAC305 (Sn96,5/Ag3,0/Cu0,5) или Sn/Cu. Tпл выше (~217–227 °C), термоудар платы сильнее.

• Состав: SAC305 либо Sn99,3Cu0,7.
• Толщина 1–25 мкм, плоскостность плохая (как у HASL).
• Паяемость отличная; срок хранения 12+ месяцев; множественные циклы.
• Ограниченно для мелкого шага, шаг ≥ 0,5 мм; для BGA не рекомендуется.
• Стоимость ×1,1. RoHS-совместима.

ENIG (химический никель / иммерсионное золото)

Двухслойное покрытие: барьерный никель поверх меди и тонкая иммерсионная плёнка золота. Идеально плоское; золото при оплавлении растворяется в припое, который смачивает никель. Регламентируется IPC-4552.

• Состав: Ni(P) 7–11 % фосфора + иммерсионное Au.
• Толщина: никель 3,0–6,0 мкм; золото 0,05–0,1 мкм (мин. 0,04 по IPC-4552B).
• Плоскостность отличная, паяемость отличная (через никель).
• Отлично для BGA, QFN, мелкого шага; подходит для кнопок и press-fit.
• Стоимость ×3–4. Риск «чёрной площадки» (black pad) при нарушении процесса.

Иммерсионное олово (Immersion Tin, ISn)

Тонкий ровный слой чистого олова, осаждаемый иммерсией. Очень плоский, отличен для запрессовки контактов.

• Состав: чистое Sn; толщина 0,8–1,2 мкм (≥ 1 мкм для подавления интерметаллидов Cu-Sn).
• Плоскостность отличная, паяемость хорошая.
• Срок хранения ~6 месяцев; циклы оплавления ограниченно (1–2).
• Лучший выбор для press-fit (запрессовка) благодаря плоскости и низкому трению.
• Стоимость ×1,5–2. Чувствительно к оловянным «усам».

Иммерсионное серебро (Immersion Silver, IAg)

Тонкая плёнка серебра, осаждаемая иммерсией. Плоское, хорошо паяется, хорошо для ВЧ.

• Состав: Ag (часто с органическим ингибитором); толщина 0,1–0,3 мкм.
• Плоскостность отличная, паяемость очень хорошая.
• Срок хранения 6–12 месяцев; предпочтительно один проход оплавления.
• Чувствительно к сере и влаге (потускнение, ползучая коррозия).
• Стоимость ×1,5–2. Для ВЧ — низкие потери. Хранение с осушителем обязательно.

OSP (органический паяемый консервант)

Органическое (азол) покрытие на меди, сохраняющее площадку чистой до пайки. Сверхтонкое, идеально плоское, без металла поверх меди.

• Состав: органический имидазол/бензимидазол; толщина 0,2–0,5 мкм.
• Плоскостность отличная (профиль меди), паяемость хорошая, но падает с каждым нагревом.
• Срок хранения 3–6 месяцев; 1 проход (максимум 2).
• Для press-fit и контактных кнопок непригодно (нет проводящего металла).
• Стоимость ×1,1–1,3. RoHS.

ENEPIG (Ni / Pd / Au)

Развитие ENIG: между никелем и золотом добавлен слой палладия, который блокирует «чёрную площадку» и работает как универсальный финиш под пайку, золотую разварку проволокой и контакт. Регламентируется IPC-4556.

• Состав: Ni(P) + Pd (электролесс) + иммерсионное Au.
• Толщина: никель 3,0–6,0 мкм; палладий 0,05–0,3 мкм; золото 0,03–0,1 мкм.
• Плоскостность и паяемость отличные; коррозионная стойкость наивысшая.
• Отлично для BGA, мелкого шага; пригодно для Au-wire bonding и кнопок.
• Стоимость ×4–6. «Универсальный» дорогой финиш.

Гальваническое золото: твёрдое и мягкое

Электролитическое золото поверх гальванического никеля. «Твёрдое» легировано кобальтом/никелем для износостойкости (контакты, краевые разъёмы). «Мягкое» (чистое) — для термозвуковой разварки проволокой.

• Состав: Ni (гальв.) 3–6 мкм + Au (гальв.).
• Толщина золота: твёрдое 0,3–1,3 мкм; мягкое 0,3–0,9 мкм под бондинг.
• Твёрдое золото плохо паяется (только контакт); мягкое — под бондинг, не под пайку.
• Эталон для краевых разъёмов (golden fingers), кнопок, скользящих контактов.
• Стоимость ×8–15 (самое дорогое, требует токопроводящей шины при гальванике).

Что выбрать

• Дёшево, крупный шаг, не RoHS — HASL Sn63Pb37.
• Дёшево, RoHS, один проход SMT — OSP или HASL Lead-Free.
• BGA, QFN, мелкий шаг, долгое хранение — ENIG.
• Запрессовка контактов (press-fit) — иммерсионное олово.
• ВЧ/СВЧ-тракты, антенны — иммерсионное серебро.
• Пайка + золотая разварка на одной плате, максимальная надёжность — ENEPIG.
• Краевые разъёмы, кнопки, скользящие контакты — гальваническое твёрдое золото (выборочно).
• Термозвуковой бондинг чистым золотом — мягкое золото.

Частые вопросы