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Oberflächenveredelungen

Das Leiterbahnbild wird aus einer Kupferschicht geätzt. Lötstopplack schützt bereits große Bereiche der Leiterplatte. Allerdings bestehen die zur Bauteilanbindung notwendigen Lötflächen aus blankem Kupfer, das bereits bei Zimmertemperatur sehr schnell eine Oxidschicht bildet. Oxidiertes Kupfer ist resistent gegenüber Lot und behindert den Lötprozess.
Wichtig ist daher die Lötbarkeit zu erhalten. Dies erfolgt bei Leiterplatten mittels Oberflächenveredelung. Jede Oberflächenveredelung hat besondere Eigenschaften, die Einfluss auf Verarbeitung, Lagerfähigkeit, aber auch die mechanischen Toleranzen haben.

Die folgende Auflistung kann Ihnen bei der Auswahl der für Ihren Einsatzzweck optimalen Oberfläche behilflich sein.


Heißverzinnung = Hot Air Solder Levelling (HAL-LF oder HAL)

HAL-LF ist eines der gängigsten Verfahren in der Leiterplattenindustrie. Die mit Flussmittel benetzte Leiterplatte wird in flüssiges Zinn (Standard: bleifrei = RoHS-konform, sofern explizit bestellt: bleihaltig) getaucht und beim Herausziehen mit heißer Pressluft abgeblasen.
Achtung: Bohrungen ≤ 0,6mm können bei der Heißluftverzinnung ganz oder teilweise mit Zinn zulaufen und verschlossen sein. Wählen Sie für die Komponenten daher immer ausreichend dimensionierte Bohrungen (s. mechanische Toleranzen).


Chemisch Nickel-Gold (ENIG)

Der Vorgang erfolgt chemisch. Auf die Kupferschicht der Leiterplatte wird zunächst eine Schicht Nickel aufgebracht. Auf das Nickel wird wiederum eine Goldschicht aufgetragen. Nickel verhindert, dass Kupfer in die Goldschicht diffundiert. Die Dicke der abgeschiedenen Goldschicht beträgt etwa 0,05 µm – 0,08 µm.
Chemisch Nickel-Gold hat den Vorteil einer absoluten Oberflächen-Planheit und wird hauptsächlich für Leiterplatten mit SMD-Bestückung verwendet.


Galvanisch Nickel-Gold

Auch hier wird die Kupferschicht der Leiterplatte zunächst mit einer Nickelschicht versehen. Darauf erfolgt in der Galvanik die eigentliche Vergoldung. Hierzu wird durch ein elektrolytisches Bad Strom geschickt. An der Anode befindet sich das Metall, das aufgebracht werden soll, an der Kathode der zu beschichtende Gegenstand. Der angelegte Strom löst Metallionen von der Anode und lagert sie durch Reduktion auf der Leiterplatte ab. Der zu veredelnde Gegenstand wird gleichmäßig mit Gold beschichtet. Je mehr Zeit der Gegenstand im Bad verbringt und je höher der angelegte Strom ist, desto stärker wird die Metallschicht. Es werden Golddicken zwischen 0,7 bis 1,2 µm erreicht.
Galvanisches Gold ist härter und robuster als chemisches Gold. Ein Anwendungsbereich dieser Methode sind z.B. PCI Steckkontakte, die häufig mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind.


Silber

Bei dieser Oberflächenveredelung wird chemisch eine Schicht Silber von 0,1 µm bis 0,3 µm auf der Kupferoberfläche abgeschieden. Die Oberfläche ist absolut plan.


Chemisch Zinn

Chemisch wird eine dünne Schicht Zinn von ca. 0,8 µm – 1,1 µm aufgebracht. Auch hier ist eine sehr ebene Fläche sichergestellt.
Vorsicht: Leiterplatten mit dieser Oberfläche sind nur begrenzte Zeit lagerfähig (ca. 6 Monate) und sollten wenn möglich sofort weiterverarbeitet werden.


Organische Oberflächen OSP

Organische Passivierung ist ein bleifreier Oberflächenschutz für Leiterplatten. Diese Oberflächen werden auch unter anderen Markennamen angeboten. Normalerweise müssen die Lötparameter bei der Bestückung angepasst werden. Die Schichtdicke beträgt ca. 0,2 – 0,5 µm. Die Oberfläche ist plan.


 
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