10.02.2022 | Fachthema

Layout Tipps & Tricks

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Materialien & Oberflächen von Leiterplatten

 

Das gewünschte Leiterplattenmaterial, der Lötstopplack, sowie das Oberflächen-Finish wird vom Kunden definiert. Am häufigsten werden Oberflächen wie chemisch Zinn, HAL(bleifrei) oder chemisch Nickel/Gold verwendet.

Wir geben Ihnen einen Überblick über die gängigsten Materialien und deren Vor- und Nachteile.

 

 

 

Chemisch Zinn
Abscheidung einer chemischen Zinnschicht bis maximal 1,2 µm. Das Minimum liegt bei 0,6 µm. Chemisch Zinn wird von Ginzinger electronic systems empfohlen.

Vorteile:

  • hohe Planarität
  • sehr gute Löteigenschaften
  • guter Korrosionsschutz für darunter liegendes Kupfer
  • gute Einpresseigenschaften


Nachteile:

  • keine metallurgische Bindung an die Kupferschicht
  • eingeengtes Prozessfenster bei Lötprozessen
  • Einsatz von Thioharnstoff (umweltbelastend)
  • eingeschränkte Lagerfähigkeit durch dünne Schichtdicke (< 6 Monate)
  • nur 2-3 Reflow Zyklen

 

 

 

HAL (Bleifrei)
HAL (Hot Air Levelling) ist die bewährteste Methode zur Aufbringung von Zinn als Leiterplattenoberfläche. Schichtdicken sind von 1-20 µm, vereinzelt bis 50 µm.

 

 

 


Vorteile:

  • gute Löteigenschaften
  • gute Lagerfähigkeit (mindestens 12 Monate)


Nachteile:

  • eingeschränkte Eignung für Fine Pitch
  • schlechte Planarität
  • Kupfer wird ablegiert
  • thermischer Stress für die Leiterplatte

Anmerkung: Als Pitch bezeichnet man bei elektronischen Bauteilen den mittleren Abstand der Anschlussbeinchen zueinander. Ist dieser Abstand kleiner als 0,5mm, spricht man von Fine Pitch.

 

 

Chemisch Nickel/Gold
Chemisch Nickel/Gold wird auch als ENIG bezeichnet = Electroless Nickel Immersion Gold. Neben einer vollflächigen Vernickelung/Vergoldung ist bei Einsatz eines geeigneten Lötstopplacksystems auch eine partielle Vernickelung/Vergoldung möglich.

 

Vorteile:

  • sehr gute Lagerfähigkeit (>12 Monate)
  • hohe Planarität
  • sehr gut für Fine Pitch
  • gute Einpresseigenschaften
  • resistent gegen Umwelteinflüsse

 

Nachteile:

  • Einschränkungen bei verschiedenen Basismaterialien (zB. PTFE)
  • hohe Prozesstemperaturen (chemisch Nickel ca. 90°C für ca. 20 Minuten)
  • Sprödigkeit der intermetallischen Phase bei kleinem Lötdepot


 

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