PÁJENÍ BEZ OLOVA

Zákaz používání olovnatých pájek přinesl do výroby plošných spojů a osazovnám určité těžkosti s kterými bylo nutno se vyrovnat. Na straně výrobců plošných spojů bylo zvoleno několik cest, jak nahradit klasickou SnPb pájku jinou technologií.

Nejednodušším způsobem je nahradit olovnatou pájku v halu pájkou bezolovnatou. Po určitých úpravách stávajícího strojního vybavení lze původní technologii použít. Tato náhrada však neodstraňuje některé nevýhody halovacího procesu jako je vysoká energetická náročnost a hlavně nerovnoměrnost povrchu pájecích ploch pro SMD montáž. Není zanedbatelná ani vlastní vyšší cena používané pájky.

Výhodnějším postupem je nahradit halování nějakým jiným procesem, který odstraňuje nerovnoměrnost povrchu pájecích ploch a zároveň zajišťuje dobrou pájitelnost desek plošných spojů.

Jednou z možností je nanášení imersních - chemických povlaků na pájecí plochy. Nejužívanější je chemický cín, chemické zlato a OSP.

Při nanášení kovových povlaků - cínu a zlata je podstatná mezivrstva niklu, na kterou se vlastně pájí. Ta by měla mít sílu 6-8 mikronů. Čistý nikl se vyznačuje dobrou pájitelnosti a aby se zabránilo jeho další oxidaci je na jeho povrch nanesena tenká vrstva zlata, nebo cínu. Problém nastává v případě, že se v procesu výroby nevytvoří niklová mezivrstva dostatečně kvalitně. Při skladování spojů dochází k pozvolné difůzi kovů a za studena vzniká intermetalická slitina mědi a nanesených kovů. Pokud dosáhne až k povrchu tak se plošné spoje stávají nepájitelnými. Protože se v běžných podmínkách chemický proces obtížně kontroluje jsou tyto metody vhodné pro výrobce s odpovídající kontrolním pracovištěm. Proces by měl probíhat pokud možno bez ostávek tak, aby nastartovaný chemický proces nebyl přerušován.

Metoda OSP v podstatě pouze ošetřuje měděný povrch pájecích míst a zabraňuje jeho oxidaci. Pájení probíhá na čistý povrch mědi jehož plocha je zvětšena mikrozaleptáním. Velkou výhodou je, že zde nemůže vzniknout intermetalická vrstva a velmi dobře se pájí za použití pájecích past. Tyto výhody vedou k použití OSP například při výrobě mobilních telefonů. Nevýhodou je omezená skladovatelnost asi na 6 měsíců a nelze pájení rozložit na povrchovou montáž a klasické součástky ve dvou výrobních postupech s časovým odstupem. Ve styku s tavidlem a pájecí teplotou se vrstva OSP rozpustí a povrch mědi přestane být chráněn.

Další možností jak vytvořit dokonale rovné pájecí plochy bez přítomnosti olova, je galvanické nanášení niklu a zlata na povrch plošného spoje. Tento proces má výhodu v tom, že galvanický proces má plně kontrolovatelný průběh a tává stálé a stejné výsledky. Na pokovované plochy se nanáší 8 mikronů niklu a pro zabránění oxidaci je niklový povrch opatřen vrstvičkou zlata. Dostatečná a pravidelná síla niklu zajišťuje, že se intermetelická vrstva k povrchu nemůže dostat. Tyto plošné spoje mají kromě svých výhodných estetických vlastností i neomezenou skladovatelnost.

Firma Printed používá k provrchové úpravě hal s bezolovnatou pájkou, metodu OSP a metodu celoplošného galvanického zlacení.