Lötoberfläche oder Leiterplattenfinish, Teil 1: Funktion und Eigenschaften

Lötoberfläche Leiterplatten

Die Lötoberfläche, Endoberfläche oder auch als Leiterplattenfinish bezeichnet, ist eine dünne metallische oder organische Schicht, die der Leiterplattenhersteller auf die Kupferflächen der Bauteileanschlüsse (Lötpads) aufträgt. Die Lötoberfläche deckt das freiliegende Kupfer auf der Leiterplatte ab und bewahrt die Lötbarkeit innerhalb des gewährleisteten Lagerzeitraums der Leiterplatten unter den definierten Lagerbedingungen.

Natürliches Kupfer neigt an der Luft zum Oxidieren. Das Löten der Bauteile wäre nur schwer oder nicht zuverlässig möglich. Die Lötoberfläche verhindert die Korrosion des Kupfers und stellt eine gut lötbare Oberfläche für die Montage der elektronischen Bauteile in der Leiterplattenbestückung her.

Lötoberfläche bedeckt nur die Anschlussflächen für die Bauteile

Die Endoberfläche bedeckt nur die Lötflächen der Bauteile sowie Kühlflächen und Kontaktflächen, die von Bauteilen genutzt werden. Trotz Beschichtung bleibt Kupfer das eigentliche elektrisch leitende Metall auf der Oberfläche von Leiterplatten.

Die Lötoberfläche trägt der Leiterplattenhersteller nach dem Ätzprozess der Leiterbildstruktur partiell auf die Bauteileanschlüsse auf. Das Standardverfahren für das Aufbringen einer Lötoberfläche ist die chemische Metallisierung.

Zuvor wird im vorgelagerten Prozessschritt Lötstopplack partiell auf die Oberfläche der Leiterplatte aufgebracht. Der Lötstopplack lässt nur die Löt- und Kontaktflächen frei und wirkt als Abdeckung für den darauffolgenden Prozess der Oberflächenbeschichtung.

Entscheidungskriterien bei der Auswahl der Lötoberfläche

In Europa am meisten verbreitet, sind die Lötoberflächen chemisch Nickel-Gold (chem. NiAu, ENIG), chemisch Zinn (chem. SN), OSP (Organic Solderability Preservative, Entek Plus), Heißluftverzinnung (HAL: Hot Air Leveling) und chemisch Silber (chem. Ag).

Eine universelle Lösung für die „beste Lötoberfläche“ gibt es nicht. Alle Lötoberflächen haben Stärken und Schwächen. Die Entscheidungskriterien bei der Wahl der Lötoberfläche sind die Anzahl der Lötprozesse, elektrischer Funktionstest, Bondfähigkeit, Eignung für Steckverbinder und Einpresstechnik, die Lagerfähigkeit der Leiterplatten und Eignung für Fine-Pitch-Anwendungen.

Bei der Entscheidungsfindung der geeigneten Lötoberfläche ist es wichtig, die Anwendung und Verarbeitung der Leiterplatte bei der Bauteilemontage mit einzubeziehen. Die Lötoberfläche kann sich direkt auf den Bestückungsprozess, die Qualität, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit auswirken. Eine wichtige Voraussetzung für den späteren Lötprozess ist eine homogene Oberfläche für die Bauteileanschlüsse. Insbesondere Fine-Pitch-Bauteile setzen eine dünne, planare Beschichtung der Lötpads voraus.

Die Tabelle stellt die Eigenschaften, der von KSG angebotenen Lötoberflächen, gegenüber.

Lötoberflächen
Gegenüberstellung der Eigenschaften von Lötoberflächen für Leiterplatten
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