Introducción y comparación del recubrimiento de superficie en el proceso de fabricación de PCB

Cuando deja un pedido de PCB (placas de circuito impreso), debe tomar artículos que incluyan material de sustrato de PCB, máscara de soldadura, platija de sede, acabado de superficie, tamaño de placa y grosor, espesor de cobre, vias ciegas y enterradas, enchapado a través de agujeros, SMT,, Paneles, tolerancias, etc. en consideración antes de la fabricación real de sus placas de circuito. Entre esos elementos, la selección del acabado superficial pertenece a la primera clase, ya que el acabado superficial juega un papel extremadamente importante en contribuir a la confiabilidad de los productos electrónicos. Como la capa de cobre en los PCB se puede oxidar fácilmente, la capa de oxidación de cobre generada reducirá seriamente la calidad de la soldadura, lo que disminuirá la confiabilidad y la validez de los productos finales. El acabado superficial es conductor para evitar que las almohadillas se oxiden y garanticen una excelente capacidad de soldadura y rendimiento eléctrico.

El acabado superficial, o el recubrimiento de la superficie, es el paso más importante en el proceso entre la fabricación de PCB y el ensamblaje de PCB con dos funciones principales, una de las cuales es preservar los circuitos de cobre expuestos y el otro de los cuales es proporcionar una superficie de soldadura al soldar componentes a la PCB. Como se muestra en la Figura 1, el acabado superficial se encuentra en la capa más externa de PCB y por encima de el cobre, jugando un papel como una "capa" para el cobre.

Tipos de acabado superficial
Básicamente, hay dos tipos principales de acabados superficiales: metálicos y orgánicos. HASL, ENIG/ENEPIG, Gold de inmersión y estaño de inmersión pertenecen a acabados de superficie metálica, mientras que OSP y tinta de carbono pertenecen al acabado de la superficie orgánica.

• Hasl (nivelación de soldadura de aire caliente)

HASL es un tipo convencional de acabado superficial aplicado en PCB. El PCB generalmente se sumerge en un baño de soldadura fundida para que todas las superficies de cobre expuestas estén cubiertas por soldadura. Se elimina la soldadura adicional al pasar la PCB entre los cuchillos de aire caliente. Por lo general, HASL sigue el procedimiento como la descripción de la Figura 2 a continuación:

Pros del acabado superficial de HASL
• Excelente humectación durante la soldadura por componentes;

• Corrosión de cobre evitada;

Contras del acabado de la superficie hasl

• Baja planaridad en los niveladores verticales de cables HASL inaceptables para componentes de tono fino;

• Alto estrés térmico durante el proceso provoca defectos en la placa de circuito;

Para cumplir con las regulaciones sobre la protección del medio ambiente, HASL se convierte en dos subcategorías: PLEAD HASL y HASL sin plomo. Este último atiende a las regulaciones y leyes de ROHS (restricciones de sustancias peligrosas) adoptadas por primera vez por la UE.

• Enig y Enepig

Enig, abreviatura de oro de inmersión de níquel electroales, consiste en níquel electroales cubierto con una capa delgada de oro de inmersión, que protege el níquel de la oxidación. ENEPIG, también conocido como níquel electrolress de oro de inmersión de paladio de electrolura, difiere de Enig en que se aplica una capa de paladio como una capa de resistencia para evitar que el níquel de la oxidación y la difusión a la capa de cobre. En comparación con otros tipos de acabados superficiales, ENIG y ENEPIG proporcionan la mayor capacidad de soldadura para los PCB, pero el costo es mucho mayor. La diferencia entre los procesos de fabricación de ENIG y ENEPIG se puede encontrar en la Figura 3 a continuación.

El paso de níquel electrolresal es un proceso auto-catalítico que implica depositar el níquel en la superficie de cobre catalizada por paladio. El agente reductor que contiene iones de níquel debe reponerse para proporcionar la concentración adecuada, la temperatura y los grados ácidos necesarios para crear un recubrimiento consistente. Durante el paso de oro de inmersión, el oro se adhiere a las áreas de níquel a través del intercambio molecular, que protegerá el níquel hasta el proceso de soldadura. El grosor de oro debe cumplir con ciertas tolerancias para garantizar que el níquel mantenga su capacidad de soldadura.

Enig y Enepig tienen sus propios pros y contras respectivamente. Por ejemplo, ENIG presenta una superficie plana, mecanismo de proceso simple y alta resistencia a la temperatura, mientras que ENEPIG es capaz de resistir excelentes ciclos de reflujo múltiples y presenta una capacidad de enlace de alambre altamente confiable. Según la comparación entre ENIG y ENEPIG, se pueden aplicar en diferentes aplicaciones para diferentes fines. ENIG es adecuado para el paquete de soldadura sin plomo, SMT (tecnología montada en la superficie), paquete BGA (matriz de cuadrícula de bola), etc., mientras que ENEPIG es capaz de cumplir con los requisitos estrictos de múltiples tipos de paquetes, incluidos THT (tecnología de inicio), SMT, BGA , unión de alambre, presionar ajuste, etc.

• Imágenes (plata de inmersión)

La imagen consiste en un frase de plata de inmersión delgada sobre las trazas de cobre. Por lo general, la imagen sigue el siguiente procedimiento:

Pros del acabado superficial de la imagen
• superficie plana
• Ciclo de proceso corto y fácil
• Bato
• Alta conductividad
• Bueno para el producto de tono fino
• Junta de soldadura de cobre/estaño
• Realtable
• No afectar el tamaño del orificio

Contras del acabado superficial de la imagen

• empañarse

• Migración de plata

• Micro vacíos planos

• Corrosión de fluencia

La imagen es un buen tipo de acabado superficial para soldar y pruebas. La corrosión de fluencia es su mayor debilidad.

• IMSN (estaño de inmersión)

IMSN es principalmente lo mismo que la imagen, excepto que el estaño se usa en IMSN, mientras que la plata se usa en la imagen. En términos de las ventajas de IMSN, proporciona un acabado extremadamente plano en las almohadillas de cobre, lo que lo hace muy adecuado para aplicaciones SMT. Además, IMSN proporciona una superficie que es fácilmente detectable mediante técnicas de inspección óptica automatizadas comunes.

• OSP (conservantes de soldadura orgánica)

OSP es un tipo de acabado superficial con material orgánico transparente participado. Utiliza un compuesto orgánico a base de agua que se une selectivamente al cobre y protege el cobre hasta la soldadura. Por lo general, OSP sigue el proceso a medida que el siguiente:

Pros del acabado superficial de OSP

• Flat/Planar

• Ciclo de proceso corto y fácil

• Bato

• Realtable

• No afectar el tamaño del orificio terminado

• Junta de soldadura de cobre/estaño

Contras del acabado superficial de OSP

• múltiples reflotes

• Life Limited Shelf Life

• No conductivo

• Difícil de inspeccionar

• Ciclos térmicos limitados

La descripción anterior no explica nada sobre OSP. Puede consultar el artículo cosas que apenas conoce sobre OSP para obtener más detalles de la tecnología de acabado de superficie OSP.

En resumen, cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas. Debe seleccionar el mejor acabado de superficie de ajuste de acuerdo con los propósitos de utilización de su producto electrónico, requisitos de rendimiento, costo, resistencia a la corrosión, TIC (prueba de circuito), relleno de agujeros, etc. Cuantos más elementos se tengan en cuenta durante la selección, el Más precisa su conclusión será.

La comparación de este tipo de acabados superficiales, en general, en términos de costo, imágenes y OSP son los más económicos, mientras que Enig es el más costoso. En términos de resistencia a la corrosión, HASL e IMSN tienen la mejor capacidad de resistencia a la corrosión, mientras que las imágenes tienen lo peor. En términos de TIC, solo OSP es lo peor, mientras que otros son igualmente buenos. En términos de relleno de agujeros, HASL y Enig son mejores que los otros tipos.

Selección de acabado superficial
La selección de acabado superficial en PCB es el paso más importante para la fabricación de PCB, ya que influye directamente en los rendimientos de los procesos, los números de reelaboración, la tasa de falla del campo, la capacidad de prueba, la tasa de desecho y el costo. Todas las consideraciones importantes sobre el ensamblaje deben tomarse en la selección de acabados superficiales para garantizar la alta calidad y el rendimiento de los productos finales.

En el proceso de ensamblaje de PCB, las personas con diferentes posiciones tienen diferentes opiniones sobre cómo seleccionar el acabado superficial. La Figura 6 muestra algunas ideas:

Aparentemente, las personas con diferentes posiciones tienen diferentes estándares de selección. No importa qué tipo se seleccione, solo atiende a los requisitos y la conveniencia de las personas con pocas consideraciones sobre la calidad, el rendimiento y la confiabilidad de los PCB y el ensamblaje de PCB.

Según la introducción de cada tipo de acabado superficial anterior, algunos atributos son los elementos más importantes como el estándar de selección. La siguiente tabla muestra los atributos que cada tipo de acabado superficial tiene y no tiene. Según los requisitos y características específicos de los productos PCB, puede seguir esta tabla para seleccionar la opción de acabado superficial perfecto.

En general, en cuanto al tipo de selección de acabado superficial, se debe seleccionar un tipo óptimo y se pueden lograr numerosas funciones. Cada tipo de acabado superficial tiene sus propias ventajas y desventajas. Pero no te preocupes. Hay algunos trucos de ingeniería como las soluciones a los problemas causados ​​por los contras del acabado superficial. Por ejemplo, en cuanto a la desventaja de que OSP tiene una fuerza de humectación más baja, algunas soluciones están disponibles, como el cambio de placas de soldadura de la junta o aleación de soldadura de olas, aumentando el precalentamiento del lado superior, etc. El punto clave es que todos los elementos posibles deben considerarse para ordenar Para obtener un rendimiento ideal.

Hoy en día, los problemas del medio ambiente se han vuelto cada vez más importantes en los campos electrónicos. Para restringir las sustancias peligrosas generadas, la UE publica ROHS. ROHS, también conocido como plomo, representa la restricción de sustancias peligrosas. ROHS, también conocido como Directiva 2002/95/CE, se originó en la Unión Europea y restringe el uso de seis materiales peligrosos que se encuentran en productos eléctricos y electrónicos. Todos los productos aplicables en el mercado de la UE después del 1 de julio de 2006 deben aprobar el cumplimiento de ROHS. ROHS impacta toda la industria electrónica y muchos productos eléctricos también. Por lo tanto, los acabados superficiales con soldadura sin plomo tendrán más seguidores en el futuro.

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