Finiture superficiali chimiche

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Finiture superficiali chimiche

Doratura elettrolitica Flash Gold

In alternativa alla finitura HAL, si possono usare altre soluzioni quali la doratura elettrolitica detta anche a spessore, o la doratura chimica detta anche ENIG, oppure l’argentatura o la stagnatura chimicha o la passivazione detta anche OSP.

Cominciamo dalla doratura elettrolitica, questa finitura avviene per elettrodeposizione di circa 5-7 um di nichel sui quali viene depositato sempre per via elettrolitica l’oro, normalmente oro/platino o oro/cobalto per conferire maggior durezza al riporto. Lo spessore della lega d’oro può andare da 0.3 a 5um e più, ma tipicamente è di 0.5-0.7 um.

Questo tipo di finitura è estremamente costoso sia per il tipo di processo che per la quantità d’oro depositata, ma assicura nel tempo un ottimo contatto d’inserzione o strisciante.

Perché si mette il nichel sotto l’oro? Il nichel costituisce una barriera tra rame e oro, l’oro infatti senza barriera diffonderebbe rapidamente nel rame che si ossiderebbe molto facilmente e rapidamente.

La doratura a spessore viene tipicamente usata dove le piazzole sono sottoposte a continui sfregamenti o contattazioni a pressione. La saldatura avviene con un intermetallo stagno/oro.

 

Doratura chimica ENIG

Veniamo ora alla doratura chimica o ENIG (Electroless Nikel Immesion Gold), questo processo è molto simile al precedente ma lavorando senza corrente elettrica la deposizione avviene per spostamento solo per effetto della differenza di potenziale tipica dei metalli nella tabella elettrochimica degli elementi.

Con questo metodo possono essere depositati solo spessori molto bassi di metallo, infatti la reazione di ossido/riduzione si affievolisce man mano che la superficie di nichel viene ricoperta dall’oro. Tipicamente il deposito è di 4-6um di nichel e 0.03-0.1um di oro. La saldatura avviene con un intemetallo Stagno/Nichel

Questa finitura è consigliata per la saldatura di componenti SMD tipo QFP o BGA con passi molto fini per i quali la planarità del rivestimento è assolutamente indispensabile.

Argento chimico

La finitura con argento chimico è del tutto simile a quella con oro chimico ma è molto più rapida ed economica, però presenta il difetto di una rapida ossidazione dello strato di argento che ne pregiudica la saldabilità e l’aspetto estetico, normalmente viene usata per piccole serie da lavorarsi immediatamente oppure per applicazioni in radiofrequenza per le quali la conducibilità superficiale deve essere la più alta possibile.

Tipicamente vengono depositati da 0.5 a 1 um di argento. Il giunto di saldatura è Stagno/Rame

Stagno chimico

La stagnatura chimica è un processo del tutto simile all’argentatura ma ha l’ulteriore difetto di non consentire i processi multipli di saldatura in quanto con il primo shock termico lo stagno si ossida e perde la bagnabilità. Inoltre dopo pochi mesi di stoccaggio i circuiti stampati perdono la saldabilità e sono irrecuperabili.

La Passivazione o OSP (Organic Soldering Preservative)

Con il processo di passivazione la superficie del rame, e solo quella, viene rivestita da un film organico antiossidante sottilissimo che durante la saldatura sublima senza lasciare tracce. È un processo molto usato per applicazioni su circuiti stampati monorame destinati al settore degli elettrodomestici. Ha il pregio di costare poco ma ha il difetto di non consentire processi multipli e non protegge nel tempo le superfici di rame dall’ossidazione. Il giunto di saldatura è Stagno/Rame.

 

In conclusione le finiture superficiale più usate nei circuiti stampati sono, l’ Hot Air Levelling o HAL per PCB senza BGA o Fine Pitch spinti e la doratura chimica o ENIG per i circuiti più complessi.