Bề mặt hoàn thiện, hoặc lớp phủ bề mặt, là bước quan trọng nhất trong quá trình giữa sản xuất PCB và lắp ráp PCB với hai chức năng chính, một trong số đó là bảo tồn mạch đồng tiếp xúc và một trong số đó là cung cấp bề mặt hàn khi hàn PCB. Như được hiển thị trong Hình 1, hoàn thiện bề mặt được đặt ở lớp ngoài cùng của PCB trở lên, đóng vai trò là "lớp phủ" cho đồng.
Hoàn thiện bề mặt PCB | JHY PCB
Các loại hoàn thiện bề mặt
Về cơ bản, có hai loại hoàn thiện bề mặt chính: kim loại và hữu cơ. HASL, Enig/ENEPIG, Vàng ngâm và Tin ngâm đều thuộc về hoàn thiện bề mặt kim loại trong khi OSP và Mực carbon thuộc về bề mặt hữu cơ.
• HASL (san bằng hàn không khí nóng)
HASL là một loại hoàn thiện bề mặt thông thường được áp dụng trên PCB. PCB thường được nhúng vào bồn tắm hàn nóng chảy để tất cả các bề mặt đồng tiếp xúc được bao phủ bởi hàn. Sức hàn thêm được loại bỏ bằng cách vượt qua PCB giữa các con dao không khí nóng. Thông thường, HASL tuân theo quy trình như mô tả của Hình 2 dưới đây:
Quá trình sản xuất của HASL Surface Finish | JHY PCB
Ưu điểm của Hasl Surface Finish
• Làm ướt tuyệt vời trong quá trình hàn thành phần;
• Tránh ăn mòn đồng;
Nhược điểm của Hasl Surface Finish
• Tính phẳng thấp trên các trình cấp bậc dọc dẫn không thể chấp nhận được đối với các thành phần cao độ;
• Ứng suất nhiệt cao trong quá trình xử lý gây ra khiếm khuyết vào bảng mạch;Để phù hợp với các quy định liên quan đến bảo vệ môi trường, HASL phát triển thành hai loại phụ: chì HASL và HASL không có chì. Sau này phục vụ các quy định và luật của ROHS (hạn chế các chất nguy hiểm) được EU áp dụng lần đầu tiên.
• ENIG VÀ ENEPIG
Enig, viết tắt của vàng ngâm niken điện phân, bao gồm mạ niken điện phân được phủ một lớp vàng mỏng, bảo vệ niken khỏi quá trình oxy hóa. ENEPIG, còn được gọi là điện phân điện phân palladi điện phân, khác với enig ở chỗ một lớp paladi được áp dụng như một lớp kháng thuốc để ngăn chặn niken từ quá trình oxy hóa và khuếch tán thành lớp đồng. So với các loại hoàn thiện bề mặt khác, ENIG và ENEPIG cung cấp khả năng hàn cao nhất cho PCB nhưng chi phí cao hơn nhiều. Sự khác biệt giữa các quy trình sản xuất của ENIG và ENEPIG có thể được tìm thấy trong Hình 3 dưới đây.
Quá trình sản xuất Enig & Enepig Surface Finish | JHY PCB
Bước niken điện phân là một quá trình xúc tác tự động liên quan đến việc lắng đọng niken trên bề mặt đồng xúc tác paladi. Tác nhân giảm có chứa các ion niken phải được bổ sung để cung cấp nồng độ, nhiệt độ và axit thích hợp cần thiết để tạo ra một lớp phủ phù hợp. Trong bước vàng ngâm, vàng bám vào các khu vực mạ niken thông qua trao đổi phân tử, sẽ bảo vệ niken cho đến khi quá trình hàn. Độ dày vàng cần đáp ứng một số dung sai nhất định để đảm bảo rằng niken duy trì khả năng hàn của nó.
Enig và ENEPIG có ưu và điểm tương ứng của họ. Ví dụ, ENIG có bề mặt phẳng, cơ chế xử lý đơn giản và điện trở nhiệt độ cao trong khi ENEPIG có khả năng chịu được nhiều chu kỳ phản xạ tuyệt vời và có khả năng liên kết dây có độ tin cậy cao. Dựa trên so sánh giữa ENIG và ENEPIG, chúng có thể được áp dụng trong các ứng dụng khác nhau cho các mục đích khác nhau. Enig phù hợp để hàn không chì, SMT (Công nghệ gắn trên bề mặt), gói BGA (Array lưới bóng), v.v. trong khi ENEPIG có khả năng đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của nhiều loại gói bao gồm cả Tht (công nghệ xuyên lỗ), SMT, BGA , liên kết dây, báo chí phù hợp, v.v.
• Hình ảnh (bạc ngâm)
Hình ảnh bao gồm mạ bạc ngâm mỏng trên các dấu vết đồng. Thông thường, hình ảnh tuân theo quy trình dưới đây:
Quá trình sản xuất hoàn thiện bề mặt hình ảnh | JHY PCB
Ưu điểm của bề mặt hình ảnh hoàn thiện
• Bề mặt phẳng
• Chu kỳ quy trình ngắn, dễ dàng
• Không tốn kém
• Độ dẫn cao
• Tốt cho sản phẩm cao độ
• Khớp hàn đồng/thiếc
• Có thể làm lại
• Không ảnh hưởng đến kích thước lỗ
Nhược điểm của bề mặt hình ảnh hoàn thiện
• Xà luật
• Di cư bạc
• Khoảng trống vi mô phẳng
• Ăn mòn leo
Hình ảnh là một loại hoàn thiện bề mặt tốt để hàn và thử nghiệm. Ăn mòn creep là điểm yếu lớn của nó.• IMSN (Tin ngâm)
IMSN chủ yếu giống như hình ảnh ngoại trừ tin được sử dụng trong IMSN trong khi bạc được sử dụng trong hình ảnh. Về những lợi thế của IMSN, nó cung cấp một kết thúc cực kỳ phẳng trên các miếng đệm đồng, làm cho nó rất phù hợp cho các ứng dụng SMT. Bên cạnh đó, IMSN cung cấp một bề mặt dễ dàng được phát hiện bởi các kỹ thuật kiểm tra quang học tự động phổ biến.
• OSP (chất bảo quản hàn hữu cơ)
OSP là một loại hoàn thiện bề mặt với vật liệu hữu cơ trong suốt tham gia. Nó sử dụng một hợp chất hữu cơ gốc nước liên kết có chọn lọc với đồng và bảo vệ đồng cho đến khi hàn. Thông thường, OSP tuân theo quá trình như sau:
Quá trình sản xuất hoàn thiện bề mặt OSP | JHY PCB
Ưu điểm của hoàn thiện bề mặt OSP
• Flat/Planar
• Chu kỳ quy trình ngắn, dễ dàng
• Không tốn kém
• Có thể làm lại
• Không ảnh hưởng đến kích thước lỗ đã hoàn thành
• Khớp hàn đồng/thiếcNhược điểm của hoàn thiện bề mặt OSP
• Nhiều phản xạ
• Thời hạn sử dụng hạn chế
• Không dẫn điện
• Khó kiểm tra
• Chu kỳ nhiệt giới hạn
Mô tả ở trên không giải thích bất cứ điều gì liên quan đến OSP. Bạn có thể tham khảo bài viết mà bạn hầu như không biết về OSP để có thêm chi tiết về công nghệ hoàn thiện bề mặt OSP.Tóm lại, mỗi loại có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Bạn nên chọn hoàn thiện bề mặt phù hợp nhất theo mục đích sử dụng của sản phẩm điện tử, yêu cầu về hiệu suất, chi phí, khả năng chống ăn mòn, CNTT (kiểm tra trong mạch), lấp đầy lỗ, v.v ... Chính xác hơn kết luận của bạn sẽ được.
So sánh các loại hoàn thiện bề mặt này, nói chung, về chi phí, hình ảnh và OSP là rẻ nhất trong khi Enig là tốn kém nhất. Về khả năng chống ăn mòn, HASL và IMSN có khả năng chống ăn mòn tốt nhất trong khi hình ảnh có điều tồi tệ nhất. Về mặt CNTT, chỉ OSP là điều tồi tệ nhất trong khi những người khác chỉ tốt tương tự. Về mặt lỗ hổng, HASL và ENIG tốt hơn các loại khác.
Lựa chọn hoàn thiện bề mặt
Lựa chọn hoàn thiện bề mặt trên PCB là bước quan trọng nhất để chế tạo PCB vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất quá trình, số lượng làm lại, tỷ lệ thất bại trường, khả năng kiểm tra, tỷ lệ phế liệu và chi phí. Tất cả các cân nhắc quan trọng về lắp ráp phải được đưa vào lựa chọn hoàn thiện bề mặt để đảm bảo chất lượng cao và hiệu suất của các sản phẩm cuối cùng.
Trong quy trình lắp ráp PCB, những người có vị trí khác nhau có ý kiến khác nhau về cách chọn hoàn thiện bề mặt. Hình 6 cho thấy một số ý tưởng:
Bề mặt hoàn thiện nào để chọn | JHY PCB
Rõ ràng, những người có vị trí khác nhau có tiêu chuẩn lựa chọn khác nhau. Bất kể loại nào được chọn, nó chỉ phục vụ cho các yêu cầu và sự tiện lợi của những người với một số ít cân nhắc về chất lượng, hiệu suất và độ tin cậy của lắp ráp PCB và PCB.
Dựa trên sự ra đời của từng loại hoàn thiện bề mặt ở trên, một số thuộc tính là các yếu tố quan trọng nhất là tiêu chuẩn lựa chọn. Bảng dưới đây cho thấy các thuộc tính mà mỗi loại hoàn thiện bề mặt có và không có. Dựa trên các yêu cầu và tính năng cụ thể của các sản phẩm PCB, bạn có thể theo dõi bảng này để chọn tùy chọn hoàn thiện bề mặt hoàn hảo.
Ngày nay, các vấn đề môi trường ngày càng trở nên quan trọng trong các lĩnh vực điện tử. Để kiềm chế các chất nguy hiểm được tạo ra, ROHS được xuất bản bởi EU. ROHS, còn được gọi là không có chì, là viết tắt của các chất nguy hiểm. ROHS, còn được gọi là Chỉ thị 2002/95/EC, có nguồn gốc trong Liên minh châu Âu và hạn chế việc sử dụng sáu vật liệu nguy hiểm được tìm thấy trong các sản phẩm điện và điện tử. Tất cả các sản phẩm áp dụng tại thị trường EU sau ngày 1 tháng 7 năm 2006 phải thông qua việc tuân thủ ROHS. ROHS tác động đến toàn bộ ngành công nghiệp điện tử và nhiều sản phẩm điện. Vì vậy, hoàn thiện bề mặt với hàn không chì sẽ có nhiều người theo dõi trong tương lai.
JHY PCB cung cấp máy tính giá trực tuyến để bạn tính toán PCB với hoàn thiện bề mặt khác nhau. Nhấp vào nút bên dưới để nhập trang Trích dẫn PCB, bạn sẽ thấy giá PCB thay đổi theo chuyển đổi hoàn thiện bề mặt bằng cách nhập các tùy chọn hoàn thiện bề mặt khác nhau.
