Достоинства:

• Хорошая плоскостность, подходит для установки компонентов с малым шагом выводов

• Не содержит никель

• Не влияет на размер металлизированных отверстий

• Длительный срок хранения (при наличии барьерного подслоя – около года)

• Достаточно простой процесс нанесения

• Относительная дешевизна покрытия

Недостатки:

• Высокий коэффициент трения, что не является оптимальным для монтажа элементов методом запрессовки

• Возможное потускнение покрытия со временем

Иммерсионное олово

Процесс нанесения иммерсионного олова является еще одной альтернативой HASL и включает в себя одинаковые с ImAg этапы, за исключением более длительной выдержки в ванне для оловянирования (10 – 15 минут), что удлиняет конвейерную линию и удорожает процесс. Должна проводиться дополнительная отмывка для надежного удаления электролита оловянирования. Как и ванна для никелирования в ENIG-процессе, ванна для оловянирования представляет собой неблагоприятную среду для паяльных масок, тем не менее, покрытие не может быть нанесено перед нанесением маски. Подвергшееся окислению олово, которое является побочным продуктом реакции нанесения покрытия и находится в ванне, может нарушить целостность покрытия. Кроме того, медь достаточно легко мигрирует в слой олова, который обычно составляет 0,6 – 1,5 мкм. Кроме типового измерения толщины покрытия с помощью рентгенофлюоресцентного анализа, необходимы дополнительные тесты паяемости покрытия – в частности, старение в сочетании с тестом паяемости. Олово дает хорошую паяемую поверхность для поверхностно монтируемых компонентов, в частности, в корпусах BGA, однако количество циклов нагрева для данного покрытия может быть ограничена. Продолжительность процесса, как и у ImAg, составляет ~ 35 мин [5]. ImSn обеспечивает лучшую паяемость, чем ENIG, и создает хорошую скользящую поверхность для вставки штырьков разъема при запрессовке.

Проблемы олова

Для олово, применяемого в качестве финишного покрытия, характерны две основные проблемы – образование так называемых «усов» олова и интерметаллических соединений.

Усы олова

Усы олова – длинные (до 150 мкм) тонкие кристаллические нити разнообразной формы, растущие в различных направлениях из материала покрытия. Усы могут вызвать короткие замыкания проводящего рисунка платы как сами по себе, вследствие своего роста либо обламывания с последующим падением на поверхность ПП в процессе изготовления и/или эксплуатации изделия, так и создавая кратковременную электрическую дугу при пропускании большого тока и плавления уса. В этом случае может происходить кратковременный отказ изделия, а обломки усов, перемещающиеся по поверхности платы, вызывают как перемежающиеся, так и постоянные отказы изделия.

Процесс образования усов олова до конца не изучен, и не существует однозначных ответов на вопросы их возникновения и предотвращения появления. Отмечено, что основной причиной является сдавливающее напряжение в пленках олова, возникающее вследствие формирования интерметаллической структуры, окисления, коррозии, цикличного изменения температур или механических воздействий [27].

Рекомендации iNEMI Tin Whisker User Group сводятся, в целом, к использованию барьерных прослоек между медью и оловом, ограничивающих диффузию меди в олово и образование интерметаллидов. Также необходимо применять меры по предотвращению сильного окисления покрытия и конденсации влаги, ведущих к образованию коррозии.

Рекомендуется избегать нанесения олова поверх латуни, если при этом отсутствует барьерный никелевый подслой с минимальной толщиной 1,27 мкм, так как сочетание олово-латунь, как правило, приводит к образованию усов [27].

Также отмечено, что, если на покрытие воздействует продолжительное механическое сдавливающее усилие, то риск роста усов олова значительно увеличивается.

Более подробно с механизмом возникновения усов и прочими проблемами чистого олова можно ознакомиться в статье «Основные проблемы чистого олова» [27], опубликованной на нашем портале.