Technologie PCB

La finition

La finition consiste à appliquer une couche de matériau conducteur (étain, or, argent, ...) sur les pads et pastilles.
Ce dépôt permet d'améliorer la brasabilité des circuits imprimés et de protéger les parties cuivrées contre l'oxydation pendant le stockage.

Proto-Electronics propose les principales finitions utilisées en électronique:
  • HAL (Hot Air Level)
  • Or chimique ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold)
  • Or chimique ENIG + contacts dorés (Or Electro.)
  • Or chimique ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold)
  • Argent chimique
  • Etain Chimique
  • OSP (Organic Solderability Preservative)
  • Or electro. (galvanic)
  Rohs Thickness Reflow cycles Storage
(months)
Soldering compatibility BGAs compatibility Gold fingers & contacts
HAL yes Sn>5µm 5 12 yes no no
Chem. Gold ENIG yes Ni=3..5µm - Au=0.04..0.08µm 5 12 yes yes no
Chem. Gold ENIG + Gold fingers yes pads : Ni=3..5µm - Au=0.04..0.08µm . contacts : Ni=4..6µm - Au=0.4µm 5 12 yes yes yes
Chem. Gold ENEPIG yes Ni=3..5µm - Pd=0.04..0.08µm - Au=0.04..0.08µm 5 12 yes yes no
Chem. Silver yes Ag>0.2µm 5 6 yes yes no
Chem.Tin yes Sn>0.8µm 5 6 yes yes no
OSP yes OSP>0.2µm 2..3 3 yes no no
Galvanic hard gold yes Ni=4..6µm - Au=1..3µm - 12 no no yes

Finition HAL (Hot Air Leveling)

HAL : Hot Air Leveling - Sans plomb - Rohs

Consiste à plonger le circuit imprimé dans un bain d'étain liquide. L'étain recouvre les parties cuivrées apparentes - non protégées par le vernis épargne. L'étain est ensuite "nivelé" à l'aide d'un flux d'air chaud sous pression. On obtient une épaisseur d'étain > 5 µm.

Avantages :

  • Bonnes caractéristiques de soudure
  • Résistance à l'oxydation
  • Coût

Inconvénients :

  • Surface pas parfaitement plate
  • Pose CMS parfois délicate (à éviter pour les PADs très fin).
  • Durée de stockage:
    6 à 12 mois selon conditions
IMG_finition-HAL

Finition or chimique - ENIG

Le circuit est plongé successivement dans une solution acide + sels Nickel, puis sels Or.
Le nickel déposé sur une épaisseur > 3µm permet de "bloquer" la diffusion de l'or dans la couche de cuivre.

Épaisseur de la finition or : 0.04 .. 0.08µm.

Avantages :

  • Très bonnes caractéristiques de soudure
  • Meilleure résistance à l'oxydation que l'étain chimique
  • Bonnes caractéristiques pour la refusion
  • La meilleure finition dans la plupart des applications
  • Bien adapté pour le CMS et les pas fins (BGA)
  • Compatible avec le Bonding de fils

Inconvénients :

  • Surcoût par rapport au HAL
Durée de stockage :
  • 6 à 12 mois selon conditions de stockage
IMG_finition-ENIG

Finition or chimique + contacts or

Pour la finition des circuits imprimés équipés de connecteurs (exemple cartes ISA/PCI).

Première étape : finition or chimique.
La surface du circuit qui reçoit les composants reçoit une finition Or chimique standard (ENIG) . En limitant l'épaisseur d'or, on évite la formation d'alliage Sn4Au lors de la brasure avec crème, qui provoque des soudures cassantes.

Le nickel déposé sur une épaisseur > 3µm permet de "bloquer" la diffusion de l'or dans la couche de cuivre.
Epaisseur de la finition or : 0.04 .. 0.08µm.

Deuxième étape : finition or electro. sur les contacts dorés.
La finition or electro est donc appliquée uniquement sur la partie connecteur qui ne reçoit pas de composants.

Le nickel déposé sur une épaisseur > 4µm permet de "bloquer" la diffusion de l'or dans la couche de cuivre.

Finition or electro sur les contacts avec une épaisseur de 0.3..2µm (Standard Proto-Electronics : 0.4µm) pour garantir une qualité durable du connecteur après plusieurs insertions/débrochages de la carte.

Durée de stockage : 6 à 12 mois selon conditions de stockage

IMG_Finition-Enig---contacts2

Finition or chimique + Palladium - ENEPIG

ENEPIG - Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold.

La finition ENEPIG utilise le même principe que la finitions ENIG avec une étape supplémentaire de dépot de Palladium par immersion.

Cette finition permet d'accroître la conductivité des surfaces de contact entre les couches de nickel et d'or. Cette finition est recommandée pour les applications de pontage par fils (wire bonding)

Épaisseur de plaquage ENEPIG : 0.05 µm +/-0.02 µm

Avantages :

  • Très bonnes caractéristiques de soudure
  • Recommandé pour le pontage par fils alu (alu-wire-bonding)
  • Recommandé pour le pontage par fil Or (gold-wire-bonding)
  • Bonnes caractéristiques pour la refusion
  • La meilleure finition dans la plupart des applications
  • Bien adapté pour les pas fins et le CMS

Inconvénients : Surcoût par rapport à l'ENIG

Durée de stockage : 6 à 12 mois selon conditions de stockage

IMG_finition-ENEPIG-1

Finition argent chimique

La finition argent chimique est obtenue par dépôt chimique - circuit immergé dans une solution acide + sels d'argent. L'argent recouvre les parties de cuivre apparentes par transfert d'ions Cu vers solution acide et ions Ag vers couche cuivre.
Epaisseur d'argent obtenue > 0,2 µm.

Avantages :

  • Bonne brasabilité
  • Surface parfaitement plate (CMS / pads fins)
  • Bonnes caractéristiques pour la refusion

Inconvénients :

  • Surcoût par rapport au HAL
  • Temps de process réduit entre les étapes de pose de composants

Durée de stockage: 3 à 6 mois selon conditions de stockage

IMG_finition-AG

Finition étain chimique

La finition étain chimique est obtenue par dépôt chimique - circuit immergé dans une solution acide + sels d'étain. L'étain recouvre les parties de cuivre apparentes par transfert d'ions Cu vers solution acide et ions Sn vers couche cuivre. Épaisseur d'étain obtenue > 0,8 µm (standard = 1µm).

Avantages :

  • Bonne brasabilité
  • Surface parfaitement plate (CMS / pads fins)
  • Bonnes caractéristiques pour la refusion
  • Prix
Inconvénients :
  • Surcoût par rapport au HAL
  • Oxydation rapide
  • Temps de process extrêmement réduit entre les étapes de pose de composants

Durée de stockage : 3 à 6 mois selon conditions de stockage

IMG_finition-Etain-Chimique

Finition OSP (Organic Solderability Preservative)

OSP - Organic Solderability Preservative

L'OSP est une couche de protection appliquée sur les pads à souder. Cette protection permet d'éviter l'oxydation et/ou une détérioration de ces pads pendant le transport et le stockage . N'implique aucun surcoût.
Est utilisée directement sur les PADs de cuivre nu. Remplace la finition.
Épaisseur OSP obtenue : 0.2 à 0.5 µm

Avantages :

  • Évite l'oxydation durant le transport et le stockage
  • Pas de coût additionnel


Inconvénients :

  • Disparaît lors du soudage
  • Temps de process réduit entre les étapes de pose de composants
  • Manipulation délicate
Durée de stockage : 3 mois
IMG_finition-OSP

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