Povrchové úpravy dalšími kovy

Datum: 28.06.2017

Kategorie: Výroba desek plošných spojů

Neustálý vývoj technologie součástek vede ve stále větší míře k osazování desek plošných spojů nezapouzdřenými integrovanými obvody. Mají-li být tyto holé čipy připojovány k plošným vodičům pomocí spojování vodičů, musí být povrch desky plošných spojů opatřen niklem nebo zlatem. Takový povrch se vyznačuje dobrou připojitelností a dobrou pájitelností.

Rovněž tvorba intermetalických sloučenin je mezi niklem a zlatem daleko pomalejší, nedochází zde prakticky k žádné degradaci po několika tepelných cyklech.

Typickou povrchovou úpravou je vrstva 3-5 µm silného bezproudově naneseného niklu pod vrstvou zlata 0,03-0,05 µm. Protože se jedná o bezproudové plátování, je povrch zcela a spolehlivě rovný. Kromě evidentního zvýšení ceny jsou zde však ještě další otázky.

Například nikl by měl obsahovat více než 10% fosforu; menší množství vede ke vzniku namáhání pokovené vrstvy tahem, jenž se snaží odtrhnout pájecí plošky a může způsobit vznik trhlin na menších prvcích. Vážnější problém je způsoben stykovým rozpouštěním zlata v pájce během montážní operace. Přimísení zlata do slitiny Sn/Pb podporuje vznik křehké metalické sloučeniny AuSn4 a při úrovních zlata nad 5% tato sloučenina ničí mechanickou integritu spoje. Udržováním tloušťky zlata na výše uvedených úrovních se dá předpokládat, že bude k dispozici nedostatečný objem pro zjištění nebezpečných úrovní v hotovém spoji.

Příkladem povrchové úpravy zlata a niklu mohou být přímé konektory. Jde o konektory vytvořené přímo z plošného spoje. Základem je nikl, na kterém je zlato o tloušťce 1,5-2,0 µm. Hrana konektoru musí být zkosená.

Jinou možností, která také dává rovnou povrchovou úpravu, avšak nezpůsobuje křehnutí spojů, je plátovaní zlata stříbrem a v poslední době palladiem. Oba tyto kovy mohou vytvářet významné poměry v krystalizovaném spoji, aniž by měly škodlivý vliv charakteristický pro zlato. Nevýhodou je v obou případech cena - ne cena suroviny, avšak aplikačního zařízení. Většina výrobců desek plošných spojů již má zařízení na nanášení zlata pro plátování stranových konektorů, zatímco plátování palladia nebo stříbra představuje "speciální proces".