Pendahuluan dan perbandingan lapisan permukaan dalam proses pembuatan PCB

Saat Anda meninggalkan pesanan PCB (papan sirkuit cetak), Anda harus mengambil item termasuk bahan substrat PCB, masker solder, sutra sutra, lapisan akhir, ukuran dan ketebalan papan, ketebalan tembaga, vias buta dan terkubur, pelapisan lubang, SMT, Panel, toleransi, dll. Dipertimbangkan sebelum pembuatan papan sirkuit Anda yang sebenarnya. Di antara item -item itu, pemilihan permukaan akhir adalah milik kelas pertama karena finish permukaan memainkan peran yang sangat signifikan dalam berkontribusi pada keandalan produk elektronik. Karena lapisan tembaga pada PCB dapat dengan mudah teroksidasi, lapisan oksidasi tembaga yang dihasilkan akan secara serius mengurangi kualitas solder, yang akan mengurangi keandalan dan validitas produk akhir. Finishing permukaan adalah konduktif untuk mencegah bantalan dari oksidasi dan menjamin kemampuan solder yang sangat baik dan kinerja listrik.

Lapisan permukaan, atau lapisan permukaan, adalah langkah paling penting dalam proses antara manufaktur PCB dan perakitan PCB dengan dua fungsi utama, salah satunya adalah untuk melestarikan sirkuit tembaga yang terbuka dan yang lainnya adalah untuk menyediakan permukaan yang dapat disolder ketika komponen solder ke PCB. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, permukaan akhir terletak di lapisan terluar PCB dan di atas tembaga, memainkan peran sebagai "mantel" untuk tembaga.

Jenis akhir permukaan
Pada dasarnya, ada dua jenis utama lapisan permukaan: logam dan organik. HASL, ENIG/ENEPIG, Immersion Gold dan Immersion Tin semuanya milik lapisan permukaan logam sementara tinta OSP dan karbon termasuk akhir permukaan organik.

• Hasl (leveling solder udara panas)

HASL adalah jenis lapisan permukaan konvensional yang diterapkan pada PCB. PCB biasanya dicelupkan ke dalam bak solder cair sehingga semua permukaan tembaga terbuka ditutupi oleh solder. Solder tambahan dihapus dengan melewati PCB di antara pisau udara panas. Biasanya, HASL mengikuti prosedur seperti deskripsi Gambar 2 di bawah ini:

Pro dari permukaan akhir hasl
• pembasahan yang sangat baik selama penyolderan komponen;

• Korosi tembaga dihindari;

Kontra dari Hasl Surface Finish

• Planaritas rendah pada leveler vertikal memimpin hasl tidak dapat diterima untuk komponen pitch halus;

• tegangan termal yang tinggi selama proses menyebabkan cacat ke papan sirkuit;

Untuk menyesuaikan diri dengan peraturan tentang perlindungan lingkungan, HASL berkembang menjadi dua subkategori: hasl timbal dan hasl bebas timbal. Yang terakhir ini melayani peraturan dan hukum ROHS (pembatasan zat berbahaya) yang pertama kali diadopsi oleh UE.

• Enepig dan enepig

ENIG, kependekan dari emas perendaman nikel listrik, terdiri dari pelapisan nikel listrik yang ditutupi dengan lapisan tipis emas perendaman, yang melindungi nikel dari oksidasi. Enepig, juga dikenal sebagai emas perendaman paladium listrik nikel listrik listrik, berbeda dari ENIG di mana lapisan paladium diterapkan sebagai lapisan resistensi untuk menghentikan nikel dari oksidasi dan difusi ke lapisan tembaga. Dibandingkan dengan jenis akhir permukaan lainnya, ENIG dan ENEPIG memberikan kemampuan solder tertinggi untuk PCB tetapi biayanya jauh lebih tinggi. Perbedaan antara proses pembuatan ENIG dan ENEPIG dapat ditemukan pada Gambar 3 di bawah ini.

Langkah nikel listrik adalah proses auto-katalitik yang melibatkan penyimpanan nikel pada permukaan tembaga yang dikatalisis paladium. Agen pereduksi yang mengandung ion nikel harus diisi ulang untuk memberikan konsentrasi, suhu, dan derajat asam yang tepat yang diperlukan untuk membuat lapisan yang konsisten. Selama langkah emas imersi, emas melekat pada area berlapis nikel melalui pertukaran molekuler, yang akan melindungi nikel sampai proses penyolderan. Ketebalan emas perlu memenuhi toleransi tertentu untuk memastikan bahwa nikel mempertahankan kemampuan soldernya.

ENIG dan ENEPIG masing -masing memiliki pro dan kontra mereka sendiri. Sebagai contoh, ENIG fitur permukaan datar, mekanisme proses sederhana dan ketahanan suhu tinggi sementara ENEPIG mampu menahan siklus reflow multipel yang sangat baik dan fitur kemampuan ikatan kawat yang sangat andal. Berdasarkan perbandingan antara ENIG dan ENEPIG, mereka dapat diterapkan dalam aplikasi yang berbeda untuk tujuan yang berbeda. ENIG cocok untuk penyolderan bebas timbal, SMT (Teknologi Dipasang Surface), paket BGA (Ball Grid Array) dll. Sementara ENEPIG mampu memenuhi persyaratan ketat dari berbagai jenis paket termasuk THT (Teknologi melalui lubang), SMT, BGA , ikatan kawat, pas tekan dll.

• Imag (perendaman perak)

IMAG terdiri dari perendaman perak tipis di atas jejak tembaga. Biasanya, IMAG mengikuti prosedur di bawah ini:

Pro finish permukaan imag
• Permukaan planar
• Siklus proses pendek dan mudah
• murah
• Konduktivitas tinggi
• Bagus untuk produk pitch yang bagus
• Sambungan Tembaga/Tin Solder
• Dapat dikerjakan ulang
• Tidak mempengaruhi ukuran lubang

Kontra dari permukaan akhir Imag

• Tinja

• Migrasi perak

• Kosong mikro planar

• Korosi creep

Imag adalah jenis permukaan yang baik untuk menyolder dan pengujian. Korosi creep adalah kelemahan utamanya.

• IMSN (Tin Immersion)

IMSN sebagian besar sama dengan Imag kecuali bahwa timah digunakan dalam IMSN sedangkan perak digunakan dalam IMAG. Dalam hal keuntungan IMSN, ini memberikan hasil akhir yang sangat planar pada bantalan tembaga, membuatnya sangat cocok untuk aplikasi SMT. Selain itu, IMSN menyediakan permukaan yang mudah dideteksi oleh teknik inspeksi optik otomatis yang umum.

• OSP (pengawet solderabilitas organik)

OSP adalah jenis akhir permukaan dengan bahan organik transparan yang berpartisipasi. Ini menggunakan senyawa organik berbasis air yang secara selektif terikat untuk tembaga dan melindungi tembaga sampai solder. Biasanya, OSP mengikuti proses sebagai berikut:

Pro dari permukaan akhir OSP

• datar/planar

• Siklus proses pendek dan mudah

• murah

• Dapat dikerjakan ulang

• Tidak mempengaruhi ukuran lubang jadi

• Sambungan Tembaga/Tin Solder

Kontra akhir permukaan OSP

• Beberapa reflows

• Umur rak terbatas

• Tidak konduktif

• Sulit untuk diperiksa

• Siklus termal terbatas

Deskripsi di atas gagal menjelaskan apa pun tentang OSP. Anda dapat merujuk pada artikel hal -hal yang hampir tidak Anda ketahui tentang OSP untuk mendapatkan lebih banyak detail teknologi akhir permukaan OSP.

Singkatnya, masing -masing jenis memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri. Anda harus memilih finish permukaan paling pas sesuai dengan tujuan pemanfaatan produk elektronik Anda, persyaratan kinerja, biaya, resistensi korosi, TIK (uji in-sirkuit), pengisian lubang, dll. Semakin banyak item yang dipertimbangkan selama seleksi, Kesimpulan Anda lebih akurat.

Membandingkan jenis akhir permukaan ini, secara umum, dalam hal biaya, Imag dan OSP adalah yang paling murah sementara ENIG adalah yang paling mahal. Dalam hal resistensi korosi, HASL dan IMSN memiliki kemampuan resistensi korosi terbaik sementara Imag memiliki yang terburuk. Dalam hal TIK, hanya OSP yang terburuk sementara yang lain sama baiknya. Dalam hal pengisian lubang, Hasl dan ENIG lebih baik daripada jenis lainnya.

Seleksi akhir permukaan
Pemilihan akhir permukaan pada PCB adalah langkah paling penting untuk fabrikasi PCB karena secara langsung mempengaruhi hasil proses, angka pengerjaan ulang, tingkat kegagalan lapangan, kemampuan uji, tingkat memo dan biaya. Semua pertimbangan penting tentang perakitan harus dimasukkan ke dalam seleksi akhir permukaan untuk memastikan kualitas tinggi dan kinerja produk akhir.

Dalam proses perakitan PCB, orang dengan posisi berbeda memiliki pendapat berbeda tentang cara memilih permukaan akhir. Gambar 6 menunjukkan beberapa ide:

Rupanya, orang dengan posisi berbeda memiliki standar seleksi yang berbeda. Tidak peduli jenis apa yang dipilih, itu hanya melayani persyaratan dan kenyamanan orang dengan sedikit pertimbangan tentang kualitas, kinerja, dan keandalan PCB dan perakitan PCB.

Berdasarkan pengenalan setiap jenis permukaan yang selesai di atas, beberapa atribut adalah elemen paling penting sebagai standar seleksi. Tabel di bawah ini menunjukkan atribut yang dimiliki setiap jenis permukaan yang tidak dimiliki dan tidak dimiliki. Berdasarkan persyaratan dan fitur spesifik produk PCB, Anda dapat mengikuti tabel ini untuk memilih opsi Surface Finish yang sempurna.

Secara keseluruhan, seperti untuk jenis pemilihan akhir permukaan, tipe optimal harus dipilih dan banyak fungsi dapat dicapai. Setiap jenis permukaan akhir memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri. Tapi tidak khawatir. Ada beberapa trik rekayasa sebagai solusi untuk masalah yang disebabkan oleh kontra dari permukaan akhir. Misalnya, untuk kerugian bahwa OSP memiliki kekuatan pembasahan yang lebih rendah, beberapa solusi tersedia seperti mengubah pelapisan solderabilitas papan atau paduan solder gelombang, meningkatkan lebih awal. untuk mendapatkan kinerja yang ideal.

Saat ini, masalah lingkungan menjadi semakin penting di bidang elektronik. Untuk menahan zat berbahaya yang dihasilkan, ROHS diterbitkan oleh UE. ROHS, juga dikenal sebagai bebas timbal, singkatan dari pembatasan zat berbahaya. ROHS, juga dikenal sebagai Directive 2002/95/EC, berasal dari Uni Eropa dan membatasi penggunaan enam bahan berbahaya yang ditemukan dalam produk listrik dan elektronik. Semua produk yang berlaku di pasar UE setelah 1 Juli 2006 harus melewati kepatuhan ROHS. ROHS berdampak pada seluruh industri elektronik dan banyak produk listrik juga. Jadi, permukaan akhir dengan solder bebas timbal akan memiliki lebih banyak pengikut di masa depan.

JHY PCB menawarkan kalkulator harga online untuk Anda menghitung PCB dengan finishing permukaan yang berbeda. Klik tombol di bawah ini untuk memasukkan halaman Kutipan PCB, Anda akan melihat bagaimana harga PCB bervariasi dengan transformasi akhir permukaan dengan memasukkan opsi akhir permukaan yang berbeda.