I materiali dei circuiti si basano su conduttori e materiali dielettrici di alta qualità per collegare tra loro componenti complessi e moderni per prestazioni ottimali. Tuttavia, come conduttori, questi conduttori in rame PCB, siano essi schede PCB DC o mm Wave, necessitano di protezione anti-invecchiamento e ossidazione. Questa protezione può essere ottenuta sotto forma di elettrolisi e rivestimenti per immersione. Spesso forniscono vari gradi di capacità di saldatura, in modo che anche con parti sempre più piccole, montaggio micro-superficiale (SMT), ecc., sia possibile formare un punto di saldatura molto completo. Nel settore sono disponibili numerosi rivestimenti e trattamenti superficiali che possono essere utilizzati sui conduttori in rame PCB. Comprendere le caratteristiche e i relativi costi di ciascun rivestimento e trattamento superficiale ci aiuta a fare la scelta appropriata per ottenere le massime prestazioni e la massima durata delle schede PCB.

La scelta della finitura finale del PCB non è un processo semplice che richiede la considerazione dello scopo e delle condizioni di lavoro del PCB. L'attuale tendenza verso circuiti PCB densamente imballati, a passo basso e ad alta velocità e PCB più piccoli, più sottili e ad alta frequenza rappresenta una sfida per molti produttori di PCB. I circuiti PCB sono fabbricati attraverso laminati di vari pesi e spessori di fogli di rame forniti ai produttori di PCB da produttori di materiali, come Rogers, che poi trasformano questi laminati in vari tipi di PCBS da utilizzare nell'elettronica. Senza una qualche forma di protezione superficiale, i conduttori del circuito si ossideranno durante lo stoccaggio. Il trattamento superficiale del conduttore funge da barriera che separa il conduttore dall'ambiente. Non solo protegge il conduttore PCB dall'ossidazione, ma fornisce anche un'interfaccia per circuiti e componenti di saldatura, compreso il collegamento dei conduttori dei circuiti integrati (CI).

Selezionare la superficie PCB adatta
Un trattamento superficiale adeguato dovrebbe aiutare a soddisfare l'applicazione del circuito PCB e il processo di produzione. Il costo varia a causa dei diversi costi dei materiali, delle diverse lavorazioni e delle tipologie di finiture richieste. Alcuni trattamenti superficiali consentono un'elevata affidabilità e un elevato isolamento di circuiti densamente instradati, mentre altri possono creare ponti non necessari tra i conduttori. Alcuni trattamenti superficiali soddisfano requisiti militari e aerospaziali, come temperatura, urti e vibrazioni, mentre altri non garantiscono l'elevata affidabilità richiesta per queste applicazioni. Di seguito sono elencati alcuni trattamenti superficiali PCB che possono essere utilizzati in circuiti che vanno dai circuiti CC alle bande delle onde millimetriche e ai circuiti digitali ad alta velocità (HSD):
●ENIG
●ENEPIG
●HASL
●Argento da immersione
●Stagno per immersione
●LF HASL
●OSP
●Oro duro elettrolitico
●Oro tenero legato elettroliticamente

1.ENIG
L'ENIG, noto anche come processo chimico nichel-oro, è ampiamente utilizzato nel trattamento superficiale dei conduttori delle schede PCB. Si tratta di un processo relativamente semplice ed economico che forma un sottile strato di oro saldabile sopra uno strato di nichel sulla superficie di un conduttore, risultando in una superficie piana con buona capacità di saldatura anche su circuiti densamente imballati. Sebbene il processo ENIG garantisca l'integrità della galvanica a foro passante (PTH), aumenta anche la perdita del conduttore ad alta frequenza. Questo processo ha una lunga durata di conservazione, in linea con gli standard RoHS, dalla lavorazione del produttore del circuito, al processo di assemblaggio dei componenti, nonché al prodotto finale, può fornire protezione a lungo termine per i conduttori PCB, quindi molti sviluppatori PCB scelgono un trattamento superficiale comune.

2.ENEPIG
ENEPIG è un aggiornamento del processo ENIG aggiungendo un sottile strato di palladio tra lo strato di nichel chimico e lo strato di placcatura in oro. Lo strato di palladio protegge lo strato di nichel (che protegge il conduttore di rame), mentre lo strato d'oro protegge sia il palladio che il nichel. Questo trattamento superficiale è ideale per collegare i dispositivi ai conduttori PCB e può gestire più processi di rifusione. Come ENIG, ENEPIG è conforme alla direttiva RoHS.

3. Argento ad immersione
Anche la sedimentazione chimica dell'argento è un processo chimico non elettrolitico in cui il PCB viene completamente immerso in una soluzione di ioni d'argento per legare l'argento alla superficie del rame. Il rivestimento risultante è più consistente e uniforme dell'ENIG, ma manca della protezione e della durata fornite dallo strato di nichel nell'ENIG. Sebbene il processo di trattamento superficiale sia più semplice ed economico rispetto all'ENIG, non è adatto allo stoccaggio a lungo termine presso i produttori di circuiti.

4.Stagno per immersione
I processi di deposizione chimica dello stagno formano un sottile rivestimento di stagno su una superficie del conduttore attraverso un processo in più fasi che comprende pulizia, microincisione, prepreg con soluzione acida, immersione di una soluzione di lisciviazione di stagno non elettrolitica e pulizia finale. Il trattamento con stagno può fornire una buona protezione per rame e conduttori, contribuendo alle prestazioni a bassa perdita dei circuiti HSD. Sfortunatamente, lo stagno chimicamente affondato non è uno dei trattamenti superficiali dei conduttori di più lunga durata a causa dell'effetto che lo stagno ha sul rame nel tempo (ovvero, la diffusione di un metallo in un altro riduce le prestazioni a lungo termine di un conduttore del circuito). Come l'argento chimico, lo stagno chimico è un processo senza piombo e conforme alla direttiva RoHs.

5.OSP
La pellicola protettiva per saldatura organica (OSP) è un rivestimento protettivo non metallico rivestito con una soluzione a base d'acqua. Questa finitura è anche conforme alla direttiva RoHS. Tuttavia, questo trattamento superficiale non ha una lunga durata ed è meglio utilizzarlo prima che il circuito e i componenti vengano saldati al PCB. Recentemente sono apparse sul mercato nuove membrane OSP, che si ritiene siano in grado di fornire una protezione permanente a lungo termine ai conduttori.

6. Oro duro elettrolitico
Il trattamento dell'oro duro è un processo elettrolitico in linea con il processo RoHS, che può proteggere a lungo il PCB e il conduttore in rame dall'ossidazione. Tuttavia, a causa dell’elevato costo dei materiali, è anche uno dei rivestimenti superficiali più costosi. Presenta inoltre scarsa saldabilità, scarsa saldabilità per l'incollaggio del trattamento con oro dolce, è conforme alla direttiva RoHS e può fornire una buona superficie per il collegamento del dispositivo ai conduttori del PCB.