Pokrycie pól lutowniczych w obwodach drukowanych.

Pola lutownicze na płytkach drukowanych można zabezpieczyć i przygotować do procesu montażu elementów na kilka sposobów. Osoba projektująca płytki PCB musi dokonać wyboru jednej z metod. W poniższym artykule omówimy najbardziej popularne sposoby.

1. Cynowanie HASL

Skrót HASL pochodzi z języka angielskiego -”Hot air solder leveling”. Można to przetłumaczyć jako cynowanie gorącym powietrzem. Jest to jedna z najczęściej wykorzystywanych metod przy produkcji obwodów drukowanych. Polega ona na zanurzeniu obwodu drukowanego w wannie z roztopioną cyną. W trakcie wyjmowania płytki PCB przy pomocy silnego strumienia ciepłego powietrza zdmuchuje się nadmiar cyny. Zaletami takiego rozwiązania są niskie koszty produkcji, długi czas magazynowania płytek przed końcowym lutowaniem elementów, dokładne pokrycie pól lutowniczych cyną oraz możliwość kontroli płytki przy pomocy testera elektrycznego. Główną wadą metody cynowania HASL jest niecałkowicie płaska powierzchnia pól lutowniczych, uniemożliwiająca montaż niektórych elementów SMD oraz zastosowanie takiej płytki jako panelu przycisków. Kolejną wadą tej metody jest to, że cała płytka, w trakcie tego procesu jest narażana na działanie wysokiej temperatury.

2. Złocenie chemiczne

Często oznaczane skrótem ENIG. ( z języka angielskiego electroless nickel immersion gold). Metoda ta polega na położeniu na polach lutowniczych najpierw cienkiej warstwy niklu a następnie cienkiej warstwy złota. Główną takiego rozwiązania jest uzyskanie całkowicie płaskich powierzchni pól lutowniczych. Pozwala to na montaż elementów SMD o najmniejszych wyprowadzeniach. Złocone płytki PCB również znakomicie nadają się do zastosowania jako panele przycisków. Kolejne pozytywne cechy złocenia to bardzo długi czas magazynowania oraz możliwość przeprowadzenia testów elektrycznych. Największą wadą są wysokie koszty takiego rozwiązania.

3. Cynowanie chemiczne

Polega na pokryciu pól lutowniczych cienką warstwą cyny. Cyna nakładana jest przy pomocy odpowiednich procesów chemicznych, w odróżnieniu od metody HASL gdzie jest nakładana przez zanurzenie w ciekłej cynie. Podobnie jak w przypadku złocenia chemicznego metoda ta daje całkowicie płaskie powierzchnie pól lutowniczych. Głównym problemem z obwodami drukowanymi wyprodukowanymi przy użyciu tej metody jest bardzo krótki czas magazynowania. Zaleca się aby nie przekraczał on 6 miesięcy. Przyczyną jest zjawisko powstawania tzw. „wąsów metalicznych” – cienkich struktur cyny, które mogą powodować zwarcia.

4. Pokrycie organiczne

Polega na pokryciu pól lutowniczych związkami azoli. Jest to dość prosta i tania metoda. W wyniku jej zastosowania otrzymujemy również całkowicie płaskie powierzchnie. Główną wadą jest to, że taka powłoka jest bardzo podatna na uszkodzenia mechaniczne, uniemożliwia to przeprowadzenie testów elektrycznych. Zalecany czas magazynowania jest również krótki. Kolejnym mankamentem takiego pokrycia jest to, że płytka drukowana może być poddana tylko jednemu procesowi lutowania.