PCB-Oberflächenfinishes: Wie sie Kupfer schützen und Performance steigern

16. Juli 2021

PCBs nutzen Kupferstrukturen extensiv in Pads, Bohrungen, Ground Planes. Direkter Umwelteinfluss → Kupferoxidation → Performanceverlust. Schutz durch PCB-Oberflächenfinish (Surface Finish) – Schutzschicht auf Kupfer. Verschiedene Finishes, unterschiedliche Benefits. Bei ergebnisorientierter Fertigung: Finish-Wahl nach Performance-Parametern. Dieser Beitrag diskutiert Finish-Typen und ihre Vorteile für spezifische Anwendungen.

Bedeutung von PCB-Oberflächenfinishes

Wichtig aus mehreren Gründen:

• Schutz der Kupferoberfläche gegen Oxidation.
• Schutz von Schaltung & bestückten Bauteilen gegen Korrosion.
• Bereitstellung lötbarer Oberfläche für Bauteilmontage.

Funktion aller Finishes gleich, aber Performance-Parameter ändern sich. Die Typen im Detail:

Verschiedene PCB-Oberflächenfinishes und ihre Vorteile

• Hot Air Solder Leveling (HASL): Beliebtestes Finish. PCB in geschmolzenes Blei/Zinn-Lot tauchen. Heißluftmesser (Hot-Air Knives) blasen über Lot → uniforme Verteilung, Überschuss entfernt.
• Vorteile HASL: Exzellente lötbare Oberfläche, breites Lötanwendungsfenster, günstigstes Finish.
• Bleifreies HASL (Lead-free HASL): HASL ohne Blei. Prozess identisch, Lot ersetzt durch Sn-Ni, Sn-Cu, Sn-Cu-Ni-Ge etc.
• Vorteile: RoHS-konform, erlaubt multiple Thermalextraktionen.
• Organic Solderability Preservative (OSP): Wasserbasiertes, kognates Lötmaterial. Dünne organische Schicht auf Kupfer → Oxidationsschutz. Organometallische Schicht via Continuous Application.
• Vorteile: Ökologischstes Finish, Nachbeschichtung möglich, kosteneffizient, schützt Kupfer vor eigentlichem Löten.
• Immersion Tin (ISn): Dünne Schicht geschmolzenes Zinn auf Kupfer. Einfache Applikation → ideal für kleine Bauteile.
• Vorteile: Günstigstes Finish, exzellent für BGA/Fine-Pitch/Miniaturbauteile.
• Immersion Silver (IAg): Geschmolzenes Silber auf Kupfer. Silber reagiert nicht mit Kupfer → gleichwertig zu bleifreiem Finish.
• Vorteile: Nachbeschichtbar, für kleine Bauteile geeignet, in Anti-Tarnish-Verpackung 6–12 Monate haltbar.
• Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG): Zweischicht-Prozess. 2–8 µin Gold (Au) über 120–240 µin Nickel. Nickel schützt Kupfer, Gold schützt Nickel bei Langzeitlagerung.
• Vorteile: Exzellente Planarität, RoHS-konform, Shelf Life Jahre, PTH-tauglich (plated through holes).

Alle Finish-Typen mit Vorteilen besprochen – Sie können das passende für Ihre Anwendung wählen. Unabhängig von Wahl: Qualität hat Priorität. Einfach durch Partnerschaft mit vertrauenswürdigen Assembly-Services. Creative Hi-Tech – führendes PCB-Assembly & Fertigungsunternehmen, spezialisiert auf Custom PCB Manufacturing. Experten helfen bei richtiger Finish-Wahl.

Weiterführende Blog-Beiträge:

• Verschiedene PCB-Oberflächenfinishes – Teil I
• Verschiedene PCB-Oberflächenfinishes – Teil II