Cum să alegeți finisarea suprafeței pentru designul PCB-ului dvs
Ⅱ Evaluare și comparare
Postat: 16 noiembrie 2022
Categorii: Bloguri
Etichete: pcb,pcba,ansamblu pcb,fabricarea pcb-ului, finisaj suprafață pcb
Există multe sfaturi despre finisarea suprafeței, cum ar fi HASL fără plumb are probleme pentru a avea o planeitate constantă.Ni/Au electrolitic este cu adevărat scump și dacă se depune prea mult aur pe tampon, poate duce la îmbinări de lipire fragile.Staniul de imersie are o degradare a lipirii după expunerea la mai multe cicluri de căldură, ca într-un proces de refluxare PCBA din partea superioară și inferioară, etc. Diferențele finisajelor de suprafață de mai sus trebuiau să fie clar conștiente.Tabelul de mai jos prezintă o evaluare aproximativă a finisajelor de suprafață des aplicate ale plăcilor cu circuite imprimate.
Tabelul 1 Descrierea pe scurt a procesului de fabricație, avantaje și dezavantaje semnificative și aplicațiile tipice ale finisajelor de suprafață populare fără plumb ale PCB
| Finisaj de suprafață PCB | Proces | Grosime | Avantaje | Dezavantaje | Aplicații tipice |
| HASL fără plumb | Plăcile PCB sunt scufundate într-o baie de tablă topită și apoi au fost suflate cu cuțite cu aer fierbinte pentru a se zdrobi și a îndepărta excesul de lipit. | 30µin(1µm) -1500µin(40µm) | Lipibilitate bună;Disponibil pe scară largă;Poate fi reparat/reprelucrat;Raft lung lung | Suprafețe neuniforme;Soc termic;umezire slabă;Punte de lipit;PTH-uri conectate. | Aplicabil pe scară largă;Potrivit pentru tampoane mai mari și spațiere;Nu este potrivit pentru HDI cu pas fin <20 mil (0,5 mm) și BGA;Nu este bun pentru PTH;Nu este potrivit pentru PCB gros de cupru;De obicei, aplicație: Plăci de circuite pentru teste electrice, lipire manuală, unele electronice de înaltă performanță, cum ar fi dispozitivele aerospațiale și militare. |
| OSP | Aplicarea chimică a unui compus organic pe suprafața plăcilor formând un strat organic metalic pentru a proteja cuprul expus de rugină. | 46 µin (1,15 µm)-52 µin (1,3 µm) | Cost scăzut;Tampoanele sunt uniforme și plate;Lipibilitate bună;Poate fi unit cu alte finisaje de suprafață;Procesul este simplu;Poate fi reluat (în interiorul atelierului). | Sensibilă la manipulare;Termen de valabilitate scurt.Răspândire foarte limitată a lipirii;Degradarea lipirii cu temperatură și cicluri ridicate;Non conductiv;Dificil de inspectat, sonde ICT, probleme ionice și prin presare | Aplicabil pe scară largă;Potrivit pentru SMT/pitch fine/BGA/componente mici;Servește plăci;Nu este bun pentru PTH;Nu este potrivit pentru tehnologia de sertizare |
| ENIG | Un proces chimic care placa cuprul expus cu nichel și aur, deci constă dintr-un strat dublu de acoperire metalică. | 2 µin (0,05 µm) – 5 µin (0,125 µm) de aur peste 120 µin (3 µm) – 240 µin (6 µm) de nichel | Lipibilitate excelentă;Tampoanele sunt plate și uniforme;Îndoirea sârmei din Al;Rezistență scăzută la contact;Termen de valabilitate lung;Rezistență bună la coroziune și durabilitate | Preocuparea „Black Pad”;Pierderea semnalului pentru aplicațiile de integritate a semnalului;imposibil de reluat | Excelent pentru asamblarea cu pas fin și montare complexă pe suprafață (BGA, QFP...);Excelent pentru mai multe tipuri de lipit;Preferabil pentru PTH, ajustare prin apăsare;Sârmă de legătură;Recomandat pentru PCB cu aplicații de înaltă fiabilitate, cum ar fi consumatorii aerospațiali, militari, medicali și de ultimă generație etc.;Nu este recomandat pentru touchpad-urile de contact. |
| Ni/Au electrolitic (aur moale) | 99,99% pur – Aur de 24 de carate aplicat peste stratul de nichel printr-un proces electrolitic înainte de masca de lipit. | 99,99% aur pur, 24 karate 30µin (0,8µm) -50µin (1,3µm) peste 100µin (2,5µm) -200µin (5µm) de nichel | Suprafață tare, durabilă;Conductivitate mare;planeitate;Îndoirea sârmei din Al;Rezistență scăzută la contact;Durată lungă de valabilitate | Scump;Au fragilizare dacă este prea gros;Constrângeri de aspect;Prelucrare suplimentară/forță de muncă intensă;Nu este potrivit pentru lipire;Acoperirea nu este uniformă | Folosit în principal în lipirea sârmei (Al și Au) în pachete de cip, cum ar fi COB (Chip on Board) |
| Ni/Au electrolitic (aur dur) | 98% pur – aur de 23 de carate cu întăritori adăugați în baia de placare aplicați peste stratul de nichel printr-un proces electrolitic. | 98% aur pur, 23 karate30 µin (0,8 µm) -50 µin (1,3 µm) peste 100 µin (2,5 µm) -150 µin (4 µm) de nichel | Lipibilitate excelentă;Tampoanele sunt plate și uniforme;Îndoirea sârmei din Al;Rezistență scăzută la contact;Reluabil | Coroziunea ternică (manipulare și depozitare) în mediu cu conținut ridicat de sulf;Opțiuni reduse pentru lanțul de aprovizionare pentru a sprijini acest finisaj;Scurtă fereastră de operare între etapele de asamblare. | Folosit în principal pentru interconectarea electrică, cum ar fi conectori de margine (deget de aur), plăci purtătoare IC (PBGA/FCBGA/FCCSP...), tastaturi, contacte ale bateriei și unele suporturi de testare etc. |
| Imersie Ag | un strat de argint este depus pe suprafața de cupru printr-un proces de placare electroless după gravare, dar înainte de masca de lipit | 5µin(0,12µm) -20µin(0,5µm) | Lipibilitate excelentă;Tampoanele sunt plate și uniforme;Îndoirea sârmei din Al;Rezistență scăzută la contact;Reluabil | Coroziunea ternică (manipulare și depozitare) în mediu cu conținut ridicat de sulf;Opțiuni reduse pentru lanțul de aprovizionare pentru a sprijini acest finisaj;Scurtă fereastră de operare între etapele de asamblare. | Alternativă economică la ENIG pentru Fine Traces și BGA;Ideal pentru aplicarea semnalelor de mare viteză;Bun pentru comutatoare cu membrană, ecranare EMI și legare a firelor de aluminiu;Potrivit pentru ajustare prin presare. |
| Imersie Sn | Într-o baie chimică fără electroni, un strat subțire alb de staniu se depune direct pe cuprul plăcilor de circuite ca o barieră pentru evitarea oxidării. | 25 µin (0,7 µm)-60 µin (1,5 µm) | Cel mai bun pentru tehnologia press fit;rentabil;Planar;Lipibilitate excelentă (când este proaspătă) și fiabilitate;Planeitatea | Degradarea lipirii cu temperaturi și cicluri ridicate;Staniul expus pe ansamblul final se poate coroda;Probleme de tratare;Tin Wiskering;Nu este potrivit pentru PTH;Conțin tiouree, un cancerigen cunoscut. | Recomandat pentru producții în cantitate mare;Bun pentru plasarea SMD, BGA;Cel mai bun pentru press fit și backplane;Nu este recomandat pentru PTH, comutatoare de contact și utilizarea cu măști care se detașează |
Tabelul 2 O evaluare a proprietăților tipice ale finisajelor de suprafață PCB moderne la producție și aplicare
| Producerea celor mai frecvente finisaje de suprafață utilizate | |||||||||
| Proprietăți | ENIG | ENEPIG | Aur moale | Aur dur | Iag | ISn | HASL | HASL- LF | OSP |
| Popularitate | Înalt | Scăzut | Scăzut | Scăzut | Mediu | Scăzut | Scăzut | Înalt | Mediu |
| Costul procesului | Ridicat (1,3x) | Ridicat (2,5x) | Cel mai mare (3,5x) | Cel mai mare (3,5x) | Medie (1,1x) | Medie (1,1x) | Scăzut (1,0x) | Scăzut (1,0x) | Cel mai mic (0,8x) |
| Depozit | Imersiune | Imersiune | Electrolitic | Electrolitic | Imersiune | Imersiune | Imersiune | Imersiune | Imersiune |
| Termen de valabilitate | Lung | Lung | Lung | Lung | Mediu | Mediu | Lung | Lung | Mic de statura |
| Conform RoHS | da | da | da | da | da | da | No | da | da |
| Coplanaritatea suprafeței pentru SMT | Excelent | Excelent | Excelent | Excelent | Excelent | Excelent | Sărac | Bun | Excelent |
| Cupru expus | No | No | No | da | No | No | No | No | da |
| Manipulare | Normal | Normal | Normal | Normal | Critic | Critic | Normal | Normal | Critic |
| Efort de proces | Mediu | Mediu | Înalt | Înalt | Mediu | Mediu | Mediu | Mediu | Scăzut |
| Capacitate de reluare | No | No | No | No | da | Nu este sugerat | da | da | da |
| Cicluri termice necesare | multiplu | multiplu | multiplu | multiplu | multiplu | 2-3 | multiplu | multiplu | 2 |
| Problemă cu mustăți | No | No | No | No | No | da | No | No | No |
| Soc termic (PCB MFG) | Scăzut | Scăzut | Scăzut | Scăzut | Foarte jos | Foarte jos | Înalt | Înalt | Foarte jos |
| Rezistență scăzută / Viteză mare | No | No | No | No | da | No | No | No | N / A |
| Aplicații ale celor mai frecvente finisaje de suprafață utilizate | |||||||||
| Aplicații | ENIG | ENEPIG | Aur moale | Aur tare | Iag | ISn | HASL | LF-HASL | OSP |
| Rigid | da | da | da | da | da | da | da | da | da |
| Contracta | Restricţionat | Restricţionat | da | da | da | da | da | da | da |
| Flex-Rigid | da | da | da | da | da | da | da | da | Nu este preferat |
| Pitch fin | da | da | da | da | da | da | Nu este preferat | Nu este preferat | da |
| BGA și μBGA | da | da | da | da | da | da | Nu este preferat | Nu este preferat | da |
| Sudabilitate multiplă | da | da | da | da | da | da | da | da | Restricţionat |
| Flip Chip | da | da | da | da | da | da | No | No | da |
| Apăsați Fit | Restricţionat | Restricţionat | Restricţionat | Restricţionat | da | Excelent | da | da | Restricţionat |
| Prin gaura | da | da | da | da | da | No | No | No | No |
| Lipirea firelor | Da (Al) | Da (Al, Au) | Da (Al, Au) | Da (Al) | Variabilă (Al) | No | No | No | Da (Al) |
| Umiditatea lipirii | Bun | Bun | Bun | Bun | Foarte bun | Bun | Sărac | Sărac | Bun |
| Integritatea îmbinării lipite | Bun | Bun | Sărac | Sărac | Excelent | Bun | Bun | Bun | Bun |
Perioada de valabilitate este un element critic pe care trebuie să îl luați în considerare atunci când vă faceți programele de producție.Termen de valabilitateeste fereastra operativă care conferă finisării să aibă o sudabilitate completă a PCB.Este vital să vă asigurați că toate PCB-urile dumneavoastră sunt asamblate în perioada de valabilitate.Pe lângă materialul și procesele care fac finisarea suprafețelor, durata de valabilitate a finisajului este puternic influențatăprin ambalarea și depozitarea PCB-urilor.Aplicarea strictă a metodologiei de depozitare potrivită sugerată de ghidurile IPC-1601 va păstra sudabilitatea și fiabilitatea finisajelor.
Tabelul 3. Comparația duratei de valabilitate între finisajele de suprafață populare ale PCB
|
| SHEL LIFE tipică | Perioada de valabilitate sugerată | Şansă de reluare |
| HASL-LF | 12 luni | 12 luni | DA |
| OSP | 3 luni | 1 luni | DA |
| ENIG | 12 luni | 6 luni | NU* |
| ENEPIG | 6 luni | 6 luni | NU* |
| Ni/Au electrolitic | 12 luni | 12 luni | NO |
| Iag | 6 luni | 3 luni | DA |
| ISn | 6 luni | 3 luni | DA** |
* Pentru finisarea ENIG și ENEPIG este disponibil un ciclu de reactivare pentru a îmbunătăți umecbilitatea suprafeței și durata de valabilitate.
** Reprelucrarea chimică a staniului nu este sugerată.
Înapoila Bloguri
Ora postării: 16-nov-2022
