PCB üretim sürecinde yüzey kaplamasının giriş ve karşılaştırılması

Bir PCB siparişi (baskılı devre kartları) bıraktığınızda, PCB substrat malzemesi, lehim maskesi, silk ekran, yüzey kaplaması, kart boyutu ve kalınlığı, bakır kalınlığı, kör ve gömülü vias, delik kaplamasından, SMT, körü Paneller, toleranslar vb. Devre kartlarınızın gerçek imal edilmesinden önce dikkate alınır. Bu maddeler arasında, yüzey kaplaması elektronik ürünlerin güvenilirliğine katkıda bulunmada son derece önemli bir rol oynadığından, yüzey kaplama seçimi birinci sınıfa aittir. PCB'ler üzerindeki bakır tabakası kolayca oksitlenebildiğinden, üretilen bakır oksidasyon tabakası, lehimleme kalitesini ciddi şekilde azaltacak ve bu da son ürünlerin güvenilirliğini ve geçerliliğini azaltacaktır. Yüzey kaplaması, pedlerin oksidasyondan ve mükemmel lehimlenebilirlik ve elektrik performansını garanti etmek için iletkendir.

Yüzey kaplaması veya yüzey kaplaması, PCB üretimi ile PCB düzeneği arasındaki işlemdeki en önemli adımdır, biri açıkta kalan bakır devresini korumak ve diğeri, bileşenleri lehimleme yaparken lehimlenebilir yüzey sağlamaktır. PCB. Şekil 1'de gösterildiği gibi, yüzey kaplaması PCB'nin en dış katmanında ve bakırın üstünde yer alır ve bakır için "kat" rol oynar.

Yüzey kaplama türleri
Temel olarak, iki ana yüzey kaplama türü vardır: metalik ve organik. Hasl, ENIG/ENEPIG, Daldırma Altın ve Daldırma Tenekesi metalik yüzey kaplamalarına aitken, OSP ve karbon mürekkebi organik yüzey kaplamasına aittir.

• Hasl (sıcak hava lehim seviyesi)

HASL, PCB'lere uygulanan geleneksel bir yüzey kaplaması türüdür. PCB tipik olarak bir erimiş lehim banyasına batırılır, böylece açıkta kalan tüm bakır yüzeyler lehim ile kaplanır. PCB'yi sıcak hava bıçakları arasından geçirerek ekstra lehim çıkarılır. Genellikle, HASL prosedürü aşağıdaki Şekil 2'nin açıklaması gibi takip eder:

Hasl yüzey kaplamasının artıları
• Bileşen lehimleme sırasında mükemmel ıslatma;

• bakır korozyon kaçınıldı;

Hasl yüzey kaplamasının eksileri

• Dikey seviyelerde düşük düzlemsellik, ince perde bileşenleri için HASL'yi kabul edilemez;

• İşlem sırasında yüksek termal stres, devre kartına kusurlara neden olur;

Çevre koruması ile ilgili düzenlemelere uymak için HASL iki alt kategoriye dönüşür: kurşun HASL ve kurşunsuz HASL. İkincisi, ilk olarak AB tarafından kabul edilen ROHS (tehlikeli maddelerin kısıtlamaları) düzenlemelerine ve yasalarına hitap eder.

• Enig ve Enepig

Elektriksiz nikel daldırma altın için kısa olan Enig, nikeli oksidasyondan koruyan ince bir daldırma altın tabakası ile kaplı elektroles nikel kaplamadan oluşur. Elektroles nikel elektroles palladyum daldırma altın olarak da bilinen Enepig, nikelin oksidasyon ve difüzyona bakır tabakasına kadar bir direnç tabakası olarak bir paladyum tabakası uygulandığı için Enig'den farklıdır. Diğer yüzey kaplamaları ile karşılaştırıldığında, Enig ve Enepig PCB'ler için en yüksek lehimlenebilirliği sağlar, ancak maliyet çok daha yüksektir. Enig ve Enepig'in üretim süreçleri arasındaki fark aşağıdaki Şekil 3'te bulunabilir.

Elektriksiz nikel aşaması, paladyum katalizli bakır yüzeyine nikel bırakmayı içeren bir oto-katalitik işlemdir. Tutarlı bir kaplama oluşturmak için gerekli konsantrasyon, sıcaklık ve asit derecelerini sağlamak için nikel iyonları içeren indirgeyici maddeler yenilenmelidir. Daldırma altın adımı sırasında, altın moleküler değişim yoluyla nikel kaplama alanlarına yapışır, bu da lehimleme işlemine kadar nikeli korur. Altın kalınlığı, nikelin lehimlenebilirliğini korumasını sağlamak için belirli toleransları karşılamalıdır.

Enig ve Enepig'in sırasıyla kendi artıları ve eksileri vardır. Örneğin, ENIG düz yüzey, basit proses mekanizması ve yüksek sıcaklık direncine sahiptir. ENEPIG, mükemmel çoklu geri dönme döngüsüne dayanabilir ve son derece güvenilir tel bağlanma kapasitesine sahiptir. Enig ve Enepig arasındaki karşılaştırmaya dayanarak, farklı amaçlar için farklı uygulamalarda uygulanabilirler. Enig, kurşunsuz lehimleme, SMT (yüzeye monte teknolojisi), BGA (bilyalı ızgara dizisi) paketi vb. İçin uygundur. Enepig, THT (delikten teknoloji), SMT, BGA dahil olmak üzere birçok paket türünün katı gereksinimlerini karşılayabilir. , tel bağlanma, pres uyum vb.

• Image (daldırma gümüşü)

Ima, bakır izleri üzerine ince daldırma gümüş kaplamadan oluşur. Genellikle, Image aşağıdaki prosedürü takip eder:

Imag yüzeyi kaplamasının artıları
• Düzlemsel yüzey
• Kısa, kolay işlem döngüsü
• Ucuz
• Yüksek iletkenlik
• İnce perde ürünü için iyi
• Bakır/kalay lehim eklemi
• Yeniden işlenebilir
• Delik boyutunu etkilemez

Imag yüzeyi kaplamasının eksileri

• Kararık

• Gümüş göç

• Düzlemsel mikro boşluklar

• Sürünme korozyonu

IGMA, lehimleme ve test için iyi bir yüzey kaplamasıdır. Sürünme korozyonu büyük zayıflığıdır.

• IMSN (daldırma kalayı)

IMSN, IMSN'de kullanılırken, IMAT'da gümüş kullanılırken, Imag ile aynıdır. IMSN'nin avantajları açısından, bakır pedlerde son derece düzlemsel bir kaplama sağlar ve bu da SMT uygulamaları için çok uygun hale getirir. Ayrıca IMSN, ortak otomatik optik inceleme teknikleri tarafından kolayca tespit edilebilen bir yüzey sağlar.

• OSP (organik lehimlenebilirlik koruyucuları)

OSP, şeffaf organik malzeme katılan bir tür yüzey kaplamasıdır. Bakır için seçici olarak bağlanan ve bakırın lehimlenene kadar korunan su bazlı bir organik bileşik kullanır. Genellikle, OSP süreci aşağıdaki gibi takip eder:

OSP yüzeyi kaplamasının artıları

• Düz/düzlemsel

• Kısa, kolay işlem döngüsü

• Ucuz

• Yeniden işlenebilir

• Bitmiş delik boyutunu etkilemez

• Bakır/kalay lehim eklemi

OSP yüzeyi kaplamasının eksileri

• Çoklu yansıtı

• Sınırlı raf ömrü

• İletken değil

• Denetlenmesi zor

• Sınırlı termal döngüler

Yukarıdaki açıklama OSP ile ilgili herhangi bir şeyi açıklayamamaktadır. OSP yüzeyi kaplama teknolojisi hakkında daha fazla bilgi edinmek için OSP hakkında zar zor bilmediğiniz şeylere başvurabilirsiniz.

Özetle, her türün kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Elektronik ürününüzün kullanım amaçlarına, performans gereksinimlerine, maliyetine, korozyon direnci, BİT (devre testi), delik dolgusuna vb. Göre en iyi uyum yüzey kaplamasını seçmelisiniz. Seçim sırasında alınan daha fazla öğe, Sonucunuz daha doğru olacaktır.

Bu tür yüzey kaplamalarının, genel olarak konuşursak, maliyet, IGIG ve OSP açısından karşılaştırılması en ucuz olanıdır, Enig ise en pahalıdır. Korozyon direnci açısından, HASL ve IMSN en iyi korozyon direnci kapasitesine sahipken Image en kötüsüne sahiptir. BİT açısından, sadece OSP en kötüsüdür, diğerleri de benzer şekilde iyidir. Delik dolgusu açısından, Hasl ve Enig diğer türlerden daha iyidir.

Yüzey kaplama seçimi
PCB'lerde yüzey kaplama seçimi, işlem verimlerini, yeniden işleme sayılarını, saha arıza oranı, test kapasitesi, hurda oranı ve maliyeti doğrudan etkilediğinden PCB imalat için en önemli adımdır. Montajla ilgili tüm önemli hususlar, son ürünlerin yüksek kalitesini ve performansını sağlamak için yüzey kaplama seçimine alınmalıdır.

PCB montaj işleminde, farklı pozisyonlara sahip kişilerin yüzey kaplamasının nasıl seçileceği konusunda farklı görüşleri vardır. Şekil 6, bazı fikirleri göstermektedir:

Görünüşe göre, farklı pozisyonlara sahip insanlar farklı seçim standartlarına sahiptir. Hangi tür seçilsin, yalnızca PCB'lerin ve PCB düzeneğinin kalitesi, performansı ve güvenilirliği hakkında az sayıda husus olan insanların gereksinimlerini ve rahatlığını hitap eder.

Yukarıdaki her bir yüzey kaplama türünün tanıtımına dayanarak, bazı özellikler seçim standardı olarak en önemli öğelerdir. Aşağıdaki tablo, her bir yüzey kaplama türünün sahip olmadığı özellikleri göstermektedir. PCB ürünlerinin belirli gereksinimlerine ve özelliklerine dayanarak, mükemmel yüzey kaplama seçeneğini seçmek için bu tabloyu takip edebilirsiniz.

Sonuçta, yüzey kaplama seçimi türü için, optimal bir tür seçilmeli ve çok sayıda işlev gerçekleştirilebilir. Her bir yüzey kaplamasının kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Ama endişelenmeyin. Yüzey kaplamasının eksilerinin neden olduğu sorunların çözümleri olarak bazı mühendislik hileleri vardır. Örneğin, OSP'nin daha düşük ıslatma kuvvetine sahip olduğu dezavantajına gelince, tahta lehimlenebilirlik kaplamasını veya dalga lehim alaşımını değiştirme, üst taraf ön ısıtma vb. ideal performans elde etmek için.

Günümüzde, elektronik alanlarda çevre sorunları giderek daha önemli hale gelmiştir. Üretilen tehlikeli maddeleri kısıtlamak için ROHS AB tarafından yayınlanır. Kurşunsuz olarak da bilinen ROHS, tehlikeli maddelerin kısıtlanmasını temsil eder. 2002/95/EC direktifi olarak da bilinen ROHS, Avrupa Birliği'nden kaynaklanmıştır ve elektrik ve elektronik ürünlerde bulunan altı tehlikeli maddenin kullanımını kısıtlamaktadır. 1 Temmuz 2006'dan sonra AB pazarındaki tüm uygulanabilir ürünler ROHS uyumluluğunu geçmelidir. ROHS tüm elektronik endüstrisini ve birçok elektrik ürünü de etkiler. Dolayısıyla, kurşunsuz lehim ile yüzey kaplamaları gelecekte daha fazla takipçiye sahip olacak.

JHY PCB, farklı yüzey kaplamasına sahip PCB'leri hesaplamanız için çevrimiçi fiyat hesap makinesi sunar. PCB Alıntı sayfasına girmek için aşağıdaki düğmeyi tıklayın, farklı yüzey kaplama seçenekleri girerek PCB fiyatının yüzey kaplama dönüşümüne nasıl değiştiğini göreceksiniz.