Pengenalan dan perbandingan salutan permukaan dalam proses pembuatan PCB

Apabila anda meninggalkan pesanan PCB (papan litar bercetak), anda perlu mengambil item termasuk bahan substrat PCB, topeng solder, silkscreen, kemasan permukaan, saiz papan dan ketebalan, ketebalan tembaga, buta dan dikebumikan, penyaduran lubang, smt, Panel, toleransi, dan lain -lain. Dipertimbangkan sebelum fabrikasi sebenar papan litar anda. Di antara item tersebut, pemilihan kemasan permukaan tergolong dalam kelas pertama apabila kemasan permukaan memainkan peranan yang sangat penting dalam menyumbang kepada kebolehpercayaan produk elektronik. Oleh kerana lapisan tembaga pada PCB boleh dioksidakan dengan mudah, lapisan pengoksidaan tembaga yang dihasilkan akan mengurangkan kualiti pematerian, yang akan mengurangkan kebolehpercayaan dan kesahihan produk akhir. Kemasan permukaan adalah konduktif untuk mencegah pad dari pengoksidaan dan menjamin kebolehgunaan yang sangat baik dan prestasi elektrik.

Kemasan permukaan, atau salutan permukaan, adalah langkah yang paling penting dalam proses antara pembuatan PCB dan pemasangan PCB dengan dua fungsi utama, salah satunya adalah untuk memelihara litar tembaga yang terdedah dan yang lain adalah untuk menyediakan permukaan solder apabila penyebaran komponen ke PCB. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1, kemasan permukaan terletak di lapisan paling luar PCB dan tembaga di atas, memainkan peranan sebagai "kot" untuk tembaga.

Jenis kemasan permukaan
Pada asasnya, terdapat dua jenis utama permukaan: logam dan organik. Hasl, enig/enepig, emas rendaman dan timah rendaman semuanya tergolong dalam kemasan permukaan logam manakala dakwat OSP dan karbon tergolong dalam permukaan organik.

• Hasl (meratakan solder udara panas)

HASL adalah jenis kemasan permukaan konvensional yang digunakan pada PCB. PCB biasanya dicelup ke dalam mandi solder cair supaya semua permukaan tembaga terdedah diliputi oleh solder. Solder tambahan dikeluarkan dengan lulus PCB antara pisau udara panas. Biasanya, Hasl mengikuti prosedur seperti perihalan Rajah 2 di bawah:

Pro of Hasl Surface Finish
• pembasahan yang sangat baik semasa pematerian komponen;

• Kakisan tembaga dielakkan;

Kekurangan kemasan permukaan hasl

• Planarity yang rendah pada leveler menegak menyebabkan HASL tidak dapat diterima untuk komponen padang halus;

• Tekanan terma yang tinggi semasa proses menyebabkan kecacatan ke papan litar;

Untuk mematuhi peraturan mengenai perlindungan alam sekitar, HASL berkembang menjadi dua subkategori: memimpin HASL dan HASL tanpa plumbum. Yang kedua memenuhi peraturan dan undang -undang ROHs (sekatan bahan berbahaya) yang pertama kali diterima pakai oleh EU.

• Enig dan enepig

Enig, pendek untuk emas rendaman nikel elektroless, terdiri daripada penyaduran nikel elektroles yang ditutup dengan lapisan nipis emas rendaman, yang melindungi nikel dari pengoksidaan. Enepig, yang juga dikenali sebagai emas elektroless elektroless elektroless emas rendaman, berbeza dari enig di mana lapisan paladium digunakan sebagai lapisan rintangan untuk menghentikan nikel dari pengoksidaan dan penyebaran ke lapisan tembaga. Berbanding dengan jenis kemasan permukaan yang lain, Enig dan Enepig menyediakan solder yang tertinggi untuk PCB tetapi kosnya lebih tinggi. Perbezaan antara proses pembuatan Enig dan Enepig boleh didapati dalam Rajah 3 di bawah.

Langkah nikel elektroless adalah proses auto-katalitik yang melibatkan deposit nikel pada permukaan tembaga palladium-catalyzed. Ejen pengurangan yang mengandungi ion nikel mesti diisi semula untuk memberikan kepekatan, suhu dan darjah asid yang diperlukan untuk mewujudkan salutan yang konsisten. Semasa langkah emas rendaman, emas mematuhi kawasan bersalut nikel melalui pertukaran molekul, yang akan melindungi nikel sehingga proses pematerian. Ketebalan emas perlu memenuhi toleransi tertentu untuk memastikan bahawa nikel mengekalkan soldernya.

Enig dan Enepig masing -masing mempunyai kebaikan dan keburukan masing -masing. Sebagai contoh, Enig mempunyai permukaan rata, mekanisme proses mudah dan rintangan suhu tinggi manakala ENEPIG mampu menahan kitaran reflow berganda yang sangat baik dan mempunyai keupayaan ikatan wayar yang sangat dipercayai. Berdasarkan perbandingan antara Enig dan Enepig, mereka boleh digunakan dalam aplikasi yang berbeza untuk tujuan yang berbeza. Enig sesuai untuk pematerian bebas plumbum, SMT (Teknologi Mounted Surface), pakej BGA (Ball Grid Array) dan lain , ikatan wayar, tekan FIT dll.

• Imag (perak perak)

IMAG terdiri daripada penyaduran perak rendaman nipis di atas jejak tembaga. Biasanya, Imag mengikuti prosedur di bawah:

Pro of Imag Surface Finish
• Permukaan planar
• Kitaran proses pendek dan mudah
• murah
• Kekonduksian yang tinggi
• Bagus untuk produk Pitch yang baik
• Bersama solder tembaga/timah
• boleh dikendalikan semula
• Tidak menjejaskan saiz lubang

Keburukan kemasan permukaan imag

• mencemarkan

• Migrasi perak

• lompang mikro planar

• Kakisan Creep

Imag adalah jenis kemasan permukaan yang baik untuk pematerian dan ujian. Kakisan merayap adalah kelemahan utama.

• IMSN (timah rendaman)

IMSN kebanyakannya sama seperti IMAG kecuali timah digunakan dalam IMSN manakala perak digunakan dalam IMAG. Dari segi kelebihan IMSN, ia menyediakan penamat yang sangat planar pada pad tembaga, menjadikannya sangat sesuai untuk aplikasi SMT. Selain itu, IMSN menyediakan permukaan yang mudah dikesan oleh teknik pemeriksaan optik automatik biasa.

• OSP (pengawet solderbility organik)

OSP adalah sejenis kemasan permukaan dengan bahan organik telus yang disertai. Ia menggunakan sebatian organik berasaskan air yang selektif ikatan ke tembaga dan melindungi tembaga sehingga pematerian. Biasanya, OSP mengikuti proses seperti berikut:

Kelebihan Permukaan OSP selesai

• rata/planar

• Kitaran proses pendek dan mudah

• murah

• boleh dikendalikan semula

• Tidak menjejaskan saiz lubang selesai

• Bersama solder tembaga/timah

Kekurangan permukaan permukaan OSP

• Pelbagai reflows

• Kehidupan jangka terhad

• Tidak konduktif

• sukar diperiksa

• Kitaran terma terhad

Keterangan di atas gagal menjelaskan apa -apa mengenai OSP. Anda boleh merujuk kepada artikel perkara yang anda tidak tahu tentang OSP untuk mendapatkan lebih banyak butiran teknologi penamat permukaan OSP.

Ringkasnya, setiap jenis mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri. Anda harus memilih kemasan permukaan yang paling sesuai mengikut tujuan penggunaan produk elektronik anda, keperluan prestasi, kos, rintangan kakisan, ICT (ujian litar), lubang isi, dan lain-lain. Lebih banyak item yang dipertimbangkan semasa pemilihan, Lebih tepat kesimpulan anda.

Membandingkan jenis kemasan permukaan ini, secara umum, dari segi kos, Imag dan OSP adalah yang paling murah manakala Enig adalah yang paling mahal. Dari segi rintangan kakisan, Hasl dan IMSN mempunyai keupayaan rintangan kakisan yang terbaik manakala Imag mempunyai yang paling teruk. Dari segi ICT, hanya OSP adalah yang paling teruk manakala yang lain sama baiknya. Dari segi lubang, hasl dan enig lebih baik daripada jenis lain.

Pemilihan Selesai Permukaan
Pemilihan selesai permukaan pada PCB adalah langkah yang paling penting untuk fabrikasi PCB kerana ia secara langsung mempengaruhi hasil proses, nombor kerja semula, kadar kegagalan lapangan, keupayaan ujian, kadar sekerap dan kos. Semua pertimbangan penting mengenai perhimpunan mesti diambil ke dalam pemilihan kemasan permukaan untuk memastikan kualiti dan prestasi produk akhir yang tinggi.

Dalam proses pemasangan PCB, orang yang mempunyai kedudukan yang berbeza mempunyai pendapat yang berbeza tentang cara memilih kemasan permukaan. Rajah 6 menunjukkan beberapa idea:

Rupa -rupanya, orang yang mempunyai kedudukan yang berbeza mempunyai standard pemilihan yang berbeza. Tidak kira apa jenis yang dipilih, ia hanya memenuhi keperluan dan kemudahan orang yang mempunyai beberapa pertimbangan mengenai kualiti, prestasi dan kebolehpercayaan PCB dan pemasangan PCB.

Berdasarkan pengenalan setiap jenis kemasan permukaan di atas, beberapa atribut adalah elemen yang paling penting sebagai standard pemilihan. Jadual di bawah menunjukkan atribut setiap jenis kemasan permukaan mempunyai dan tidak ada. Berdasarkan keperluan dan ciri khusus produk PCB, anda boleh mengikuti jadual ini untuk memilih pilihan Surface Finish yang sempurna.

Secara keseluruhannya, seperti jenis pemilihan permukaan, jenis optimum mesti dipilih dan pelbagai fungsi dapat dicapai. Setiap jenis kemasan permukaan mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri. Tetapi jangan risau. Terdapat beberapa helah kejuruteraan sebagai penyelesaian kepada masalah yang disebabkan oleh keburukan permukaan. Sebagai contoh, bagi kelemahan bahawa OSP mempunyai daya pembasahan yang lebih rendah, sesetengah penyelesaian tersedia seperti menukar penyaduran solder kebolehgunaan atau aloi solder gelombang, meningkatkan pemantauan bahagian atas dan lain-lain. untuk mendapatkan prestasi yang ideal.

Pada masa kini, isu -isu persekitaran menjadi semakin penting dalam bidang elektronik. Untuk menghalang bahan berbahaya yang dihasilkan, ROHS diterbitkan oleh EU. ROHS, juga dikenali sebagai bebas plumbum, bermaksud sekatan bahan berbahaya. ROHS, juga dikenali sebagai Arahan 2002/95/EC, berasal dari Kesatuan Eropah dan menyekat penggunaan enam bahan berbahaya yang terdapat dalam produk elektrik dan elektronik. Semua produk yang berkenaan di pasaran EU selepas 1 Julai 2006 mesti lulus pematuhan ROHS. ROHS memberi impak kepada seluruh industri elektronik dan banyak produk elektrik juga. Oleh itu, permukaan selesai dengan solder bebas plumbum akan mempunyai lebih banyak pengikut pada masa akan datang.

JHY PCB menawarkan kalkulator harga dalam talian untuk anda mengira PCB dengan kemasan permukaan yang berbeza. Klik butang di bawah untuk memasukkan halaman petikan PCB, anda akan melihat bagaimana harga PCB bervariasi dengan transformasi kemasan permukaan dengan memasukkan pilihan penamat permukaan yang berbeza.