Introduktion och jämförelse av ytbeläggning i PCB -tillverkningsprocess

När du lämnar en beställning av PCB (tryckta kretskort) bör du ta föremål inklusive PCB-underlagsmaterial, lödmask, silkescreen, ytfinish, kortstorlek och tjocklek, koppartjocklek, blind och begravd vias, genomhålsplätering, SMT, Paneler, toleranser etc. i beaktande före den verkliga tillverkningen av dina kretskort. Bland dessa artiklar tillhör valet av ytfinish den första klassen eftersom ytfinish spelar en extremt viktig roll för att bidra till tillförlitligheten hos elektroniska produkter. Eftersom kopparskiktet på PCB lätt kan oxideras kommer det genererade kopparoxidationsskiktet allvarligt att minska lödkvaliteten, vilket kommer att minska tillförlitligheten och giltigheten för slutprodukterna. Ytfinish är ledande för att förhindra att kuddar är oxidation och garanterar utmärkt lödbarhet och elektrisk prestanda.

Ytfinish, eller ytbeläggning, är det viktigaste steget i processen mellan PCB -tillverkning och PCB -montering med två huvudfunktioner, varav en är att bevara de exponerade kopparkretsarna och det andra är att tillhandahålla lödlig yta när lödkomponenter till PCB. Som visas i figur 1 är ytfinish belägen vid det yttersta skiktet av PCB och över koppar, och spelar en roll som en "kappa" för koppar.

Ytfinishyper
I grund och botten finns det två huvudtyper av ytbehandlingar: metalliska och organiska. Hasl, enig/enepig, nedsänkning guld och nedsänkning tenn tillhör alla metalliska ytbehandlingar medan OSP och kolfärg tillhör organisk ytfinish.

• Hasl (varmluftslödning)

Hasl är en konventionell typ av ytfinish som appliceras på PCB. PCB doppas vanligtvis i ett bad med smält löd så att alla exponerade kopparytor täcks av löd. Extra lödning tas bort genom att passera PCB mellan varmluftknivar. Vanligtvis följer Hasl proceduren som beskrivningen av figur 2 nedan:

Fördelar med Hasl Surface Finish
• Utmärkt vätning under komponentlödning;

• Kopparkorrosion undviks;

Nackdelar med Hasl Surface Finish

• låg planaritet på vertikala nivåer leder Hasl oacceptabla för fina tonhöjdskomponenter;

• Hög termisk stress under process orsakar defekter i kretskortet;

För att överensstämma med förordningar om miljöskydd utvecklas Hasl till två underkategorier: bly hasl och blyfri hasl. De senare riktar sig till förordningar och lagar om ROH: er (begränsningar av farliga ämnen) först antagits av EU.

• Enig och enepig

Enig, kort för elektrolöst nickel nedsänkningsguld, består av elektrolös nickelplätering täckt med ett tunt skikt av nedsänkningsguld, som skyddar nickelen från oxidation. Enepig, även känd som elektrolös nickel elektrolös palladium nedsänkning guld, skiljer sig från enig genom att ett lager av palladium appliceras som ett motståndsskikt för att stoppa nickel från oxidation och diffusion till kopparskikt. Jämfört med andra typer av ytbehandlingar ger ENIG och ENEPIG den högsta lödbarheten för PCB men kostnaden är mycket högre. Skillnaden mellan tillverkningsprocesser för ENIG och ENEPIG finns i figur 3 nedan.

Det elektrolösa nickelsteget är en autokatalytisk process som involverar deponering av nickel på den palladiumkatalyserade kopparytan. Det reducerande medlet som innehåller nickeljoner måste fyllas på för att ge korrekt koncentration, temperatur och syragrader som är nödvändiga för att skapa en konsekvent beläggning. Under nedsänkningsguldsteget följer guldet till nickelpläterade områden genom molekylbyte, vilket kommer att skydda nickelen tills lödningsprocessen. Guldtjockleken måste möta vissa toleranser för att säkerställa att nickeln upprätthåller sin lödbarhet.

Enig och Enepig har sina egna fördelar respektive nackdelar. Till exempel har Enig plan yta, enkel processmekanism och hög temperaturmotstånd medan ENEPIG kan motstå utmärkta flera återflödescykler och har mycket tillförlitlig trådbindningsförmåga. Baserat på jämförelse mellan ENIG och ENEPIG kan de tillämpas i olika applikationer för olika ändamål. ENIG är lämplig för blyfri lödning, SMT (ytmonterad teknik), BGA (Ball Grid Array) -paket etc. medan ENEPIG kan uppfylla strikta krav för flera typer av paket inklusive THT (genomgångsteknik), SMT, BGA , trådbindning, tryck på passform etc.

• Imag (Immersion Silver)

Bild består av tunt nedsänkningssilverplätering över kopparspåren. Vanligtvis följer Imag proceduren nedan:

Fördelar med Imag Surface Finish
• plan yta
• Kort, enkel processcykel
• billig
• Hög konduktivitet
• Bra för fin tonhöjdsprodukt
• Koppar/tennlödfog
• REWORKABLE
• Påverkar inte hålstorleken

Nackdelar med Imag Surface Finish

• Parish

• Silvermigration

• Plan Micro Hoids

• Krypkorrosion

Imag är en bra typ av ytfinish för lödning och testning. Krypkorrosion är dess största svaghet.

• IMSN (Immersion Tin)

IMSN är mestadels densamma som Imag förutom att tenn används i IMSN medan silver används i Imag. När det gäller fördelarna med IMSN ger det en extremt plan finish på kopparkuddarna, vilket gör det mycket lämpligt för SMT -applikationer. Dessutom tillhandahåller IMSN en yta som lätt kan detekteras med vanliga automatiserade optiska inspektionstekniker.

• OSP (Organisk lödbarhetskonserveringsmedel)

OSP är en typ av ytfinish med transparent organiskt material som deltog. Den använder en vattenbaserad organisk förening som selektivt binds till koppar och skyddar koppar tills lödningen. Vanligtvis följer OSP processen enligt följande:

Fördelar med OSP -ytbehandling

• Flat/plan

• Kort, enkel processcykel

• billig

• REWORKABLE

• påverkar inte färdig hålstorlek

• Koppar/tennlödfog

Nackdelar med OSP -ytbehandling

• Flera reflövar

• Begränsad hållbarhet

• Inte ledande

• Svårt att inspektera

• Begränsade termiska cykler

Ovanstående beskrivning misslyckas med att förklara något som rör OSP. Du kan hänvisa till artiklar som du knappt vet om OSP för att få mer information om OSP Surface Finish Technology.

Sammanfattningsvis har varje typ sina egna fördelar och nackdelar. Du bör välja den bästa passningsytan enligt din elektroniska produkts utnyttjandeändamål, prestandakrav, kostnad, korrosionsmotstånd, IKT (i kretsstest), hålfyllning, etc. Ju fler artiklar som beaktas under urvalet, Mer exakt din slutsats kommer att vara.

Att jämföra dessa typer av ytfinish, i allmänhet, när det gäller kostnad, imag och OSP är de billigaste medan Enig är det dyraste. När det gäller korrosionsbeständighet har Hasl och IMSN den bästa korrosionsmotståndsförmågan medan Imag har det värsta. När det gäller IKT är bara OSP det värsta medan andra bara är på samma sätt. När det gäller hålfyllning är Hasl och Enig bättre än de andra typerna.

Urval av ytbehandling
Val av ytbehandling på PCB är det viktigaste steget för PCB -tillverkning eftersom det direkt påverkar processutbyten, omarbetningsantal, fältfel, testförmåga, skrothastighet och kostnad. Alla viktiga överväganden om montering måste tas i val av ytfinish för att säkerställa hög kvalitet och prestanda för slutprodukter.

I PCB -monteringsprocess har personer med olika positioner olika åsikter om hur man väljer ytfinish. Figur 6 visar några idéer:

Uppenbarligen har personer med olika positioner olika urvalsstandarder. Oavsett vilken typ som väljs, tillgodoser den bara kraven och bekvämligheten hos personer med få överväganden om kvalitet, prestanda och tillförlitlighet hos PCB och PCB -montering.

Baserat på introduktionen av varje typ av ytfinish ovan är vissa attribut de viktigaste elementen som urvalsstandarden. Tabellen nedan visar attributen varje typ av ytfinish har och har inte. Baserat på specifika krav och funktioner i PCB -produkter kan du följa den här tabellen för att välja alternativet Perfect Surface Finish.

Sammantaget, när det gäller val av ytbehandling, måste en optimal typ väljas och många funktioner kan utföras. Varje typ av ytfinish har sina egna fördelar och nackdelar. Men oroa dig inte. Det finns några tekniska tricks som lösningarna på problemen orsakade av nackdelar med ytfinish. När det gäller nackdelen att OSP har till exempel lägre vätningskraft, finns vissa lösningar tillgängliga såsom byte av lödbarhetsplätering eller våglödlegering, vilket ökar förvärmningen på toppsidan etc. Nyckelpunkten är att alla möjliga element måste beaktas i ordning för att få idealisk prestanda.

Numera har miljöfrågor blivit allt viktigare inom de elektroniska fälten. För att begränsa de genererade farliga ämnena publiceras ROHS av EU. ROHS, även känd som blyfri, står för begränsning av farliga ämnen. ROHS, även känd som direktiv 2002/95/EG, har sitt ursprung i Europeiska unionen och begränsar användningen av sex farliga material som finns i elektriska och elektroniska produkter. Alla tillämpliga produkter på EU -marknaden efter 1 juli 2006 måste klara ROHS -efterlevnaden. ROHS påverkar också hela elektronikindustrin och många elektriska produkter. Så ytbehandlingar med blyfri lödning kommer att ha fler följare i framtiden.

JHY PCB erbjuder onlineprisberäknare för dig att beräkna PCB med olika ytfinish. Klicka på knappen nedan för att ange PCB -citat -sida, ser du hur PCB -priset varierar med ytbehandlingstransformation genom att mata in olika ytbehandlingsalternativ.