Kaip pasirinkti paviršiaus apdailą savo PCB dizainui
Ⅱ Įvertinimas ir palyginimas
Paskelbta: 2022 m. lapkričio 16 d
Kategorijos: Dienoraščiai
Žymos: PCB,pcba,PCB surinkimas,PCB gamyba, PCB paviršiaus apdaila
Yra daug patarimų apie paviršiaus apdailą, pavyzdžiui, bešvinis HASL turi problemų dėl vienodo lygumo.Elektrolitinis Ni/Au yra tikrai brangus ir, jei ant padėklo nusėda per daug aukso, gali atsirasti trapių litavimo jungčių.Panardinamoji alavo litavimo kokybė pablogėja po kelių karščio ciklų, pvz., naudojant viršutinės ir apatinės pusės PCBA pakartotinio srauto procesą ir t. t. Aukščiau pateiktų paviršiaus apdailos skirtumus reikia aiškiai žinoti.Žemiau esančioje lentelėje parodytas apytikslis dažnai taikomų spausdintinių plokščių paviršiaus apdailos įvertinimas.
1 lentelė Trumpas gamybos proceso aprašymas, reikšmingi privalumai ir trūkumai bei tipiškos populiarios bešvinės PCB paviršiaus apdailos taikymo sritys
PCB paviršiaus apdaila | Procesas | Storis | Privalumai | Trūkumai | Tipinės programos |
Bešvinis HASL | PCB plokštės panardinamos į išlydyto alavo vonią, o po to pučiamos karšto oro peiliais, kad būtų plokščios glostelės ir pašalinamas lydmetalio perteklius. | 30 µ colių (1 µm) – 1 500 µ colių (40 µm) | Geras litavimas;Plačiai galimas;Galima remontuoti/perdirbti;Ilgos lentynos | Nelygūs paviršiai;Terminis sokas;Prastas drėkinimas;Litavimo tiltas;Prijungti PTH. | Plačiai taikomas;Tinka didesniems pagalvėlėms ir tarpams;Netinka HDI su <20 mil (0,5 mm) smulkiu žingsniu ir BGA;Netinka PTH;Netinka storo vario PCB;Paprastai taikymas: Grandinių plokštės, skirtos elektriniams bandymams, rankiniam litavimui, kai kurioms aukštos kokybės elektronikai, pvz., aviacijos ir kariniams prietaisams. |
OSP | Cheminiu būdu ant plokščių paviršiaus padengiamas organinis junginys, suformuojant organinį metalinį sluoksnį, apsaugantį atvirą varį nuo rūdžių. | 46 µ colių (1,15 µm)–52 µ colių (1,3 µm) | Žema kaina;Pagalvėlės yra vienodos ir plokščios;Geras litavimas;Gali būti vienetas su kitais paviršiais;Procesas paprastas;Galima perdirbti (dirbtuvės viduje). | Jautrus tvarkymui;Trumpas galiojimo laikas.Labai ribotas lydmetalio plitimas;Litavimo pablogėjimas esant padidintai temperatūrai ir ciklams;Nelaidus;Sunku patikrinti, IRT zondas, joniniai ir prispaudžiami | Plačiai taikomas;Puikiai tinka SMT / smulkiems žingsniams / BGA / mažiems komponentams;Serviruoti lentomis;Netinka PTH;Netinka presavimo technologijai |
ENIG | Cheminis procesas, kurio metu atviras varis padengiamas nikeliu ir auksu, todėl jį sudaro dvigubas metalinės dangos sluoksnis. | 2 µin (0,05 µm) – 5 µin (0,125 µm) aukso virš 120 µin (3 µm) – 240 µin (6 µm) nikelio | Puikus litavimas;Pagalvėlės yra plokščios ir vienodos;Al vielos lankstumas;Mažas kontaktinis atsparumas;Ilgas galiojimo laikas;Geras atsparumas korozijai ir ilgaamžiškumas | Koncernas „Juodasis padas“;Signalo praradimas signalo vientisumo programoms;negaliu perdirbti | Puikiai tinka smulkaus žingsnio ir sudėtingų paviršinio montavimo vietų surinkimui (BGA, QFP…);Puikiai tinka įvairiems litavimo tipams;Pageidautina PTH, prispaudžiama;Priklijuojamas viela;Rekomenduoti PCB su didelio patikimumo pritaikymu, pavyzdžiui, aviacijos, karinės, medicinos ir aukščiausios klasės vartotojams ir kt.;Nerekomenduojama naudoti jutikliniams kontaktiniams kilimėliams. |
Elektrolitinis Ni/Au (minkštas auksas) | 99,99 % grynumo – 24 karatų auksas, padengtas ant nikelio sluoksnio elektrolitiniu būdu prieš litavimo kaukę. | 99,99 % gryno aukso, 24 karatų 30 µin (0,8 µm) -50 µin (1,3 µm) virš 100 µin (2,5 µm) -200 µin (5 µm) nikelio | Kietas, patvarus paviršius;Puikus laidumas;Plokštumas;Al vielos lankstumas;Mažas kontaktinis atsparumas;Ilgas galiojimo laikas | Brangus;Au trapumas, jei per storas;Išdėstymo apribojimai;Papildomas apdorojimas / intensyvus darbas;Netinka litavimui;Danga nėra vienoda | Daugiausia naudojamas vielos (Al ir Au) klijavimui lustų paketuose, tokiuose kaip COB (lustas ant plokštės) |
Elektrolitinis Ni/Au (kietas auksas) | 98% grynumas – 23 karatų auksas su kietikliais, pridėtais į dengimo vonią, padengtą ant nikelio sluoksnio elektrolitiniu būdu. | 98 % grynas auksas, 23 karatų 30 µin (0,8 µm) -50 µin (1,3 µm) virš 100 µin (2,5 µm) -150 µin (4 µm) nikelio | Puikus litavimas;Pagalvėlės yra plokščios ir vienodos;Al vielos lankstumas;Mažas kontaktinis atsparumas;Galima perdirbti | Sutepti (tvarkyti ir sandėliuoti) koroziją daug sieros aplinkoje;Sumažėjusios tiekimo grandinės galimybės, kad būtų palaikoma ši apdaila;Trumpas veikimo langas tarp surinkimo etapų. | Daugiausia naudojamas elektros sujungimui, pvz., kraštinėms jungtims (aukso pirštas), IC nešiklio plokštėms (PBGA / FCBGA / FCCSP ...), klaviatūroms, akumuliatoriaus kontaktams ir kai kurioms bandymo kilimėliams ir kt. |
Immersion Ag | Sidabrinis sluoksnis nusodinamas ant vario paviršiaus naudojant beelektrinį padengimą po ėsdinimo, bet prieš litavimo kaukę | 5 µ colių (0,12 µm) – 20 µ colių (0,5 µm) | Puikus litavimas;Pagalvėlės yra plokščios ir vienodos;Al vielos lankstumas;Mažas kontaktinis atsparumas;Galima perdirbti | Sutepti (tvarkyti ir sandėliuoti) koroziją daug sieros aplinkoje;Sumažėjusios tiekimo grandinės galimybės, kad būtų palaikoma ši apdaila;Trumpas veikimo langas tarp surinkimo etapų. | Ekonomiška alternatyva ENIG Fine Traces ir BGA;Idealiai tinka didelės spartos signalų taikymui;Tinka membraniniams jungikliams, EMI ekranavimui ir aliuminio vielos sujungimui;Tinka prispaudimui. |
Immersion Sn | Beelektrinėje cheminėje vonioje baltas plonas alavo sluoksnis nusėda tiesiai ant grandinių plokščių vario, kad būtų išvengta oksidacijos. | 25 µ colių (0,7 µm)–60 µ colių (1,5 µm) | Geriausiai tinka presavimo technologijai;Taupus;Plokštuminis;Puikus litavimas (kai šviežias) ir patikimumas;Plokštumas | Litavimo pablogėjimas esant aukštesnėms temperatūroms ir ciklams;Atvira skarda ant galutinio surinkimo gali rūdyti;Problemų tvarkymas;Skardos vytimas;Netinka PTH;Sudėtyje yra tiokarbamido, žinomo kancerogeno. | Rekomenduojame dideliems kiekiams gaminti;Tinka SMD išdėstymui, BGA;Geriausiai tinka presui ir užpakalinėms plokštėms;Nerekomenduojama naudojant PTH, kontaktinius jungiklius ir naudoti su nulupamomis kaukėmis |
2 lentelė Tipiškų šiuolaikinių PCB paviršiaus apdailos savybių įvertinimas gamybos ir taikymo metu
Dažniausiai naudojamų paviršiaus apdailos medžiagų gamyba | |||||||||
Savybės | ENIG | ENEPIG | Minkštas auksas | Kietas auksas | IAg | ISn | HASL | HASL- LF | OSP |
Populiarumas | Aukštas | Žemas | Žemas | Žemas | Vidutinis | Žemas | Žemas | Aukštas | Vidutinis |
Proceso kaina | Aukštas (1,3 karto) | Aukštas (2,5 karto) | Aukščiausias (3,5 karto) | Aukščiausias (3,5 karto) | Vidutinis (1,1 karto) | Vidutinis (1,1 karto) | Žemas (1,0x) | Žemas (1,0x) | Mažiausias (0,8x) |
Užstatas | Panardinimas | Panardinimas | Elektrolitinis | Elektrolitinis | Panardinimas | Panardinimas | Panardinimas | Panardinimas | Panardinimas |
Galiojimo laikas | Ilgai | Ilgai | Ilgai | Ilgai | Vidutinis | Vidutinis | Ilgai | Ilgai | Trumpas |
Atitinka RoHS reikalavimus | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | No | Taip | Taip |
SMT paviršiaus plokštumas | Puikiai | Puikiai | Puikiai | Puikiai | Puikiai | Puikiai | Vargšas | Gerai | Puikiai |
Atidengtas varis | No | No | No | Taip | No | No | No | No | Taip |
Tvarkymas | Normalus | Normalus | Normalus | Normalus | Kritinis | Kritinis | Normalus | Normalus | Kritinis |
Proceso pastangos | Vidutinis | Vidutinis | Aukštas | Aukštas | Vidutinis | Vidutinis | Vidutinis | Vidutinis | Žemas |
Perdirbimo pajėgumas | No | No | No | No | Taip | Nesiūloma | Taip | Taip | Taip |
Reikalingi terminiai ciklai | daugkartinis | daugkartinis | daugkartinis | daugkartinis | daugkartinis | 2-3 | daugkartinis | daugkartinis | 2 |
Ūsų problema | No | No | No | No | No | Taip | No | No | No |
Terminis šokas (PCB MFG) | Žemas | Žemas | Žemas | Žemas | Labai žemas | Labai žemas | Aukštas | Aukštas | Labai žemas |
Mažas pasipriešinimas / didelis greitis | No | No | No | No | Taip | No | No | No | N/A |
Dažniausiai naudojamų paviršių dangų pritaikymas | |||||||||
Programos | ENIG | ENEPIG | Minkštas auksas | Kietas auksas | IAg | ISn | HASL | LF-HASL | OSP |
Kietas | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip |
Flex | Apribota | Apribota | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip |
Flex-Rigid | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Nepageidaujamas |
Puikus pikis | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Nepageidaujamas | Nepageidaujamas | Taip |
BGA ir μBGA | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Nepageidaujamas | Nepageidaujamas | Taip |
Daugkartinis litavimas | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Apribota |
Flip Chip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | No | No | Taip |
Paspauskite Fit | Apribota | Apribota | Apribota | Apribota | Taip | Puikiai | Taip | Taip | Apribota |
Per skylę | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | No | No | No | No |
Vielos klijavimas | Taip (Al) | Taip (Al, Au) | Taip (Al, Au) | Taip (Al) | Kintamasis (Al) | No | No | No | Taip (Al) |
Lydmetalis Drėkinamumas | Gerai | Gerai | Gerai | Gerai | Labai gerai | Gerai | Vargšas | Vargšas | Gerai |
Litavimo jungties vientisumas | Gerai | Gerai | Vargšas | Vargšas | Puikiai | Gerai | Gerai | Gerai | Gerai |
Tinkamumo laikas yra esminis elementas, į kurį reikia atsižvelgti rengiant gamybos grafikus.Galiojimo laikasyra operatyvinis langas, kuris suteikia apdailai visišką PCB suvirinamumą.Labai svarbu užtikrinti, kad visos jūsų PCB būtų surinktos per tinkamumo laiką.Be medžiagos ir procesų, kuriais gaminamas paviršius, stipriai įtakoja apdailos galiojimo laikasnaudojant PCB pakavimą ir saugojimą.Griežtai taikydami tinkamą laikymo metodiką, siūlomą IPC-1601 gairėse, išsaugos apdailos suvirinamumą ir patikimumą.
3 lentelė Tinkamumo laikas Populiarių PCB paviršiaus dangų palyginimas
| Tipiškas SHEL LIFE | Siūlomas galiojimo laikas | Perdirbimo galimybė |
HASL-LF | 12 mėnesių | 12 mėnesių | TAIP |
OSP | 3 mėnesiai | 1 mėn | TAIP |
ENIG | 12 mėnesių | 6 mėnesiai | NE* |
ENEPIG | 6 mėnesiai | 6 mėnesiai | NE* |
Elektrolitinis Ni/Au | 12 mėnesių | 12 mėnesių | NO |
IAg | 6 mėnesiai | 3 mėnesiai | TAIP |
ISn | 6 mėnesiai | 3 mėnesiai | TAIP** |
* ENIG ir ENEPIG apdailai galimas pakartotinio aktyvavimo ciklas, siekiant pagerinti paviršiaus drėgnumą ir galiojimo laiką.
** Cheminis alavo perdirbimas nerekomenduojamas.
Atgalį dienoraščius
Paskelbimo laikas: 2022-11-16