Löt-Oberflächen auf Leiterplatten

Die Auswahl der richtigen Löt-Oberfläche ist ebenso wichtig wie die Auswahl des passenden Herstellers für die Leiterplattenfertigung. Die Auswahl der falschen Oberfläche kann zu Problemen bei der Bestückung führen. Die Löt-Oberfläche schützt die Kupferpads gegen Oxidation und Verunreinigungen. Ohne Löt-Oberfläche würde das Kupfer oxidieren, wodurch das Löten von Bauteilen fast unmöglich gemacht wird. Da alle Oberflächen Ihre Vor- und Nachteile haben, ist es wichtig sich ihre Anwendung anzuschauen und die Behandlung der Leiterplatte bei der Bestückung mit einzubeziehen. Wir bieten folgende Löt-Oberflächen an: bleifreie Heissluftverzinnung (HAL), chemisch Nickel-Gold (ENIG), chemisch Silber (ImAg). Alle sind bleifrei und können für ein RoHS Design ebenso genutzt werden, wie für die verbleite (SnPb) Bestückung. Steckergold kann mit Hartgold beschichtet werden (galvanisch Nickel-Gold Ni/Au)

 bleifrei unspezifiziert

Falls Sie keine spezifische Oberfläche auswählen, wird Ihre Leiterplatte auf einem Produktionsnutzen entweder in HAL bleifrei, chemisch Silber, oder chemisch Nickel-Gold produziert. Die Auswahl richtet sich nach den anderen auf diesem Nutzen gefertigten Leiterplatten.

HAL bleifrei

Die Verwendung von HAL als Oberfläche führt zur höchsten Stufe der Lötbarkeit und Löt-Robustheit im Hinblick auf eine mehrstufige Bestückung und Lagerung, bei einem gleichzeitig günstigen Preis. Andererseits erfordert der HAL-Prozess das Eintauchen der kompletten Leiterplatte in flüssiges Lot und ist damit für eine zusätzliche thermische Belastung der Leiterplatte verantwortlich. Aus diesem Grund ist HAL nicht die beste Wahl, falls Ihre Leiterplatte kleine Durchsteiger besitzt, oder dicker als normal – also der Aspect Ratio zu hoch – ist. Ein weiterer Aspekt ist die balligere Oberfläche dieses Verfahrens. Obwohl wir bemüht sind eine möglichst planare Oberfläche zu erreichen, kann die Schwankung der Menge des Lotes auf den Pads diese Oberfläche weniger geeignet für kleine Bauteile mit kleinen Pad-Größen sein.

ENIG (chem. Ni/Au)

Viele Kunden wählen diese Oberfläche wegen der planaren Oberfläche, der guten Lötbarkeit und der akzeptablen Lagerfähigkeit, aber auch, weil sie diese Oberfläche schon vor der Einführung der bleifreien Bestückung kannten. Zumindest dieser Parameter konnte unverändert bleiben und gab zu dieser Zeit etwas Sicherheit. Wie auch immer, der ENIG-Prozess ist kompliziert und hat ein höheres Risiko von Fehlstellen (fehlende Beschichtung, “black Pad” oder Kontaktversprödung). Bei ENIG wird die Lötverbindung zwischen dem Lot und der Nickelschicht der Nickel-Gold-Oberfläche hergestellt, nicht mit dem darunter liegenden Kupfer. Das Gold wird in der Lötverbindung komplett aufgelöst. Diese Verbindung ist bedeutend brüchiger als eine Kupfer-Zinn-Verbindung und wird deswegen nur bei Anwendungen empfohlen bei denen Stöße, Biegungen oder starke Vibrationen keine Rolle spielen. Zudem ist ENIG die teuerste Oberfläche. Für manche Anwendungen, wie Tastaturkontakte oder Draht-Bonding, ist es die bessere Wahl.

chemisch Silber (chem. Ag)

Diese Oberfläche ist häufig ein Zankapfel, manche lieben diese Oberfläche, manche nicht. Sie bietet eine planare Oberfläche, eine gute Lötbarkeit und eine lange Lagerfähigkeit. Die Lötverbindung wird zum darunterliegenden Kupfer hergestellt, da das Silber beim Löten aufgelöst wird. Klingt gut, aber chem. Ag ist empfänglich für Schwefeldioxid (SO²), welches die Oberfläche überzieht und eine AgS² Lage herstellt. Diese Lage beeinflusst die Lötbarkeit nachteilig. Zur Vermeidung dieses Überzugs verpacken wir die Leiterplatten vakuumdicht in silbernes Packpapier, um zu verhindern das Feuchtigkeit und SO² aus der Atmosphäre eindringt. Im Falle einer mehrstufigen Bestückung, sollte die teilbestückten Leiterplatten besser in einer schwefelfreien Umgebung aufbewahrt werden. Falls derlei Handhabung kein Problem darstellt, ist chem. Ag die beste und preiswerteste Wahl.

Steckergold

Wegen der Abriebfestigkeit von Steckverbindungen, können wir diese Stecker mit einer Lage von galvanischem Nickel-Gold (NiAu, Hartgold) versehen. Diese Oberfläche wird in einer Badkonstruktion spezieller Größe verarbeitet und kann nur für Stecker verwendet werden. Die Verarbeitung von Hartgold an anderen Stellen der Leiterplatte ist nicht Möglich.

Karbon

Karbon kombiniert eine hohe mechanische Beanspruchbarkeit mit einer guten elektrischen Leitfähigkeit und kann häufig als Ersatz für Goldkontakte verwendet werden. Es wird direkt auf dem Kupfer apliziert und für Schaltkontakte und Folientastaturen genutzt. Es kann die Herstellung von Leitungskreuzungen ermöglichen. Karbon ist widerstandsfähig gegenüber HAL und Lötprozessen und zeigt praktisch keine Veränderung des Widerstandes. Karbon wird mit leitender Paste gedruckt. Die Genauigkeit und das Bild ist deswegen durch den Druckvorgang begrenzt.

tabellarische Zusammenfassung