Како одабрати завршну обраду за свој дизајн ПЦБ-а
Ⅱ Евалуација и поређење
Објављено: 16. новембар 2022
Категорије: Блогови
Ознаке: пцб,пцба,пцб ассембли,пцб продуцтион, пцб површинска обрада
Постоји много савета о завршној обради површине, као што је ХАСЛ без олова има проблем да има конзистентну равност.Електролитички Ни/Ау је заиста скуп и ако се превише злата нанесе на јастучић, може довести до ломљивих лемних спојева.Имерзиони лим има деградацију лемљења након излагања вишеструким циклусима топлоте, као у процесу прелијевања ПЦБА на горњој и доњој страни, итд. Разлике у горњим завршним обрадама површине морају бити јасно свјесне.Табела у наставку приказује грубу процену за често примењене површинске завршне обраде штампаних плоча.
Табела 1 Кратак опис производног процеса, значајне предности и недостатке и типичне примене популарних завршних обрада ПЦБ-а без олова
Површинска обрада ПЦБ-а | Процес | Дебљина | Предности | Недостаци | Типичне Апликације |
ХАСЛ без олова | ПЦБ плоче се потапају у купку од растопљеног калаја, а затим се дувају ножевима врућег ваздуха како би се уклонили равни тапци и вишак лема. | 30 µин (1 µм) -1500 µин (40 µм) | Гоод Солдерабилити;Широко доступан;Може се поправити/прерадити;Дуга полица дуга | Неравне површине;Термички шок;Слабо влажење;Солдер бридге;Плуггед ПТХс. | Широко применљив;Погодно за веће јастучиће и размаке;Није погодно за ХДИ са <20 мил (0,5 мм) финим кораком и БГА;Није добро за ПТХ;Није погодан за дебелу бакарну ПЦБ;Типично, примена: плоче за електрична испитивања, ручно лемљење, неке електронике високих перформанси као што су ваздухопловни и војни уређаји. |
ОСП | Хемијско наношење органског једињења на површину плоча формирајући органски метални слој за заштиту изложеног бакра од рђе. | 46 µин (1,15 µм) -52 µин (1,3 µм) | Ниска цена;Јастучићи су уједначени и равни;Добра лемљивост;Може бити јединица са другим завршним обрадама;Процес је једноставан;Може се прерадити (унутар радионице). | Осетљив на руковање;Кратак рок трајања.Веома ограничено ширење лема;Смањење лемљивости са повишеном температуром и циклусима;Не проводан;Тешко за инспекцију, ИКТ сонда, јони и пресовање | Широко применљив;Погодно за СМТ/фине нагибе/БГА/мале компоненте;Сервирајте даске;Није добро за ПТХ;Није погодно за технологију пресовања |
ЕНИГ | Хемијски процес који облаже изложени бакар никлом и златом, тако да се састоји од двоструког слоја металног премаза. | 2 µин (0,05 µм) – 5 µин (0,125 µм) злата преко 120 µин (3 µм) – 240 µин (6 µм) никла | Одлична лемљивост;Јастучићи су равни и уједначени;Савитљивост ал жице;Низак отпор контакта;Дуг рок трајања;Добра отпорност на корозију и издржљивост | Концерн „Блацк Пад”;Губитак сигнала за апликације интегритета сигнала;неспособан за прераду | Одличан за монтажу финог нагиба и сложену површинску монтажу (БГА, КФП…);Одличан за више врста лемљења;Пожељно за ПТХ, пресовање;Вире Бондабле;Препоручује се за ПЦБ са применом високе поузданости као што су ваздухопловни, војни, медицински и врхунски потрошачи, итд.;Не препоручује се за додирне контактне подлоге. |
Електролитички Ни/Ау (меко злато) | 99,99% чистоће – злато од 24 карата нането преко слоја никла електролитичким поступком пре лемне маске. | 99,99% чисто злато, 24 карата 30µин (0,8µм) -50µин (1,3µм) преко 100µин (2,5µм) -200µин (5µм) никла | Тврда, издржљива површина;Велика проводљивост;Флатнесс;Савитљивост ал жице;Низак отпор контакта;Дуг рок трајања | Скупо;Ау кртост ако је превише дебела;Ограничења распореда;Додатна обрада/интензиван рад;Није погодан за лемљење;Премаз није уједначен | Углавном се користи за спајање жице (Ал & Ау) у пакету чипова као што је ЦОБ (чип на плочи) |
Електролитички Ни/Ау (тврдо злато) | 98% чистоће – злато од 23 карата са учвршћивачима додатим у купку за превлачење нанети преко слоја никла путем електролитског процеса. | 98% чисто злато, 23 карата30µин (0,8µм) -50µин (1,3µм) преко 100µин (2,5µм) -150µин (4µм) никла | Одлична лемљивост;Јастучићи су равни и уједначени;Савитљивост ал жице;Низак отпор контакта;Реворкабле | Тања (руковање и складиштење) корозија у окружењу са високим садржајем сумпора;Смањене опције ланца снабдевања које подржавају ову завршну обраду;Кратак радни период између фаза монтаже. | Углавном се користи за електричну интерконекцију као што су ивични конектори (златни прст), ИЦ носеће плоче (ПБГА/ФЦБГА/ФЦЦСП...), тастатуре, контакти батерија и неки тестни јастучићи, итд. |
Иммерсион Аг | сребрни слој се наноси на површину бакра поступком безелектричног наношења након нагризања, али пре маске за лемљење | 5 µин (0,12 µм) -20 µин (0,5 µм) | Одлична лемљивост;Јастучићи су равни и уједначени;Савитљивост ал жице;Низак отпор контакта;Реворкабле | Тања (руковање и складиштење) корозија у окружењу са високим садржајем сумпора;Смањене опције ланца снабдевања које подржавају ову завршну обраду;Кратак радни период између фаза монтаже. | Економична алтернатива ЕНИГ-у за фине трагове и БГА;Идеалан за примену сигнала велике брзине;Добро за мембранске прекидаче, ЕМИ заштиту и спајање алуминијумских жица;Погодно за пресовање. |
Иммерсион Сн | У хемијском купатилу без електронике, бели танак слој калаја се таложи директно на бакар плоча као баријера за избегавање оксидације. | 25 µин (0,7 µм) -60 µин (1,5 µм) | Најбоље за технологију пресовања;Исплативо;Планар;Одлична лемљивост (када је свежа) и поузданост;Флатнесс | Смањење лемљивости са повишеним температурама и циклусима;Изложени лим на завршној монтажи може кородирати;Проблеми руковања;Тин Вискеринг;Није погодан за ПТХ;Садржи тиоуреу, познати карциноген. | Препоручује се за производњу великих количина;Добро за СМД постављање, БГА;Најбоље за пресовање и задње плоче;Не препоручује се за ПТХ, контактне прекидаче и употребу са маскама које се могу љуштити |
Табела 2 Процена типичних својстава модерних ПЦБ површинских завршних обрада у производњи и примени
Производња најчешће коришћених завршних обрада | |||||||||
Својства | ЕНИГ | ЕНЕПИГ | Софт Голд | Тврдо злато | ИАг | ИСн | ХАСЛ | ХАСЛ- ЛФ | ОСП |
Популарност | Високо | Ниско | Ниско | Ниско | Средње | Ниско | Ниско | Високо | Средње |
Трошкови процеса | Високо (1,3к) | Високо (2,5к) | Највише (3,5к) | Највише (3,5к) | средњи (1,1к) | средњи (1,1к) | Ниско (1,0к) | Ниско (1,0к) | Најнижи (0,8к) |
Депозит | Потапање | Потапање | Елецтролитиц | Елецтролитиц | Потапање | Потапање | Потапање | Потапање | Потапање |
Рок трајања | Дуго | Дуго | Дуго | Дуго | Средње | Средње | Дуго | Дуго | Кратак |
РоХС Цомплиант | да | да | да | да | да | да | No | да | да |
Копланарност површине за СМТ | Одлично | Одлично | Одлично | Одлично | Одлично | Одлично | Јадно | Добро | Одлично |
Екпосед Цоппер | No | No | No | да | No | No | No | No | да |
Руковање | Нормално | Нормално | Нормално | Нормално | Критичан | Критичан | Нормално | Нормално | Критичан |
Процесни напор | Средње | Средње | Високо | Високо | Средње | Средње | Средње | Средње | Ниско |
Реворк Цапацити | No | No | No | No | да | Није предложено | да | да | да |
Потребни термички циклуси | вишеструко | вишеструко | вишеструко | вишеструко | вишеструко | 2-3 | вишеструко | вишеструко | 2 |
Питање бркова | No | No | No | No | No | да | No | No | No |
Термални удар (ПЦБ МФГ) | Ниско | Ниско | Ниско | Ниско | Веома низак | Веома низак | Високо | Високо | Веома низак |
Низак отпор / велика брзина | No | No | No | No | да | No | No | No | Н/А |
Примене најчешће коришћених завршних обрада површина | |||||||||
Апликације | ЕНИГ | ЕНЕПИГ | Софт Голд | Хард Голд | ИАг | ИСн | ХАСЛ | ЛФ-ХАСЛ | ОСП |
Чврсто | да | да | да | да | да | да | да | да | да |
Флек | Ограничен | Ограничен | да | да | да | да | да | да | да |
Флек-Ригид | да | да | да | да | да | да | да | да | Није пожељно |
Фине Питцх | да | да | да | да | да | да | Није пожељно | Није пожељно | да |
БГА и μБГА | да | да | да | да | да | да | Није пожељно | Није пожељно | да |
Вишеструка лемљивост | да | да | да | да | да | да | да | да | Ограничен |
Флип Цхип | да | да | да | да | да | да | No | No | да |
Притисните Фит | Ограничен | Ограничен | Ограничен | Ограничен | да | Одлично | да | да | Ограничен |
Кроз рупу | да | да | да | да | да | No | No | No | No |
Вире Бондинг | да (Ал) | Да (Ал, Ау) | Да (Ал, Ау) | да (Ал) | променљива (Ал) | No | No | No | да (Ал) |
Влажење лема | Добро | Добро | Добро | Добро | Врло добар | Добро | Јадно | Јадно | Добро |
Интегритет лемног зглоба | Добро | Добро | Јадно | Јадно | Одлично | Добро | Добро | Добро | Добро |
Рок трајања је критичан елемент који морате узети у обзир када правите распоред производње.Рок трајањаје оперативни прозор који омогућава да завршна обрада има потпуну заварљивост ПЦБ-а.Од виталног је значаја да се уверите да су сви ваши ПЦБ-и састављени у року трајања.Поред материјала и процеса који чине површинске завршне обраде, снажно утиче на рок трајања завршне обрадепаковањем и складиштењем ПЦБ-а.Строго примењивање праве методологије складиштења предложене у смерницама ИПЦ-1601 очуваће заварљивост и поузданост завршних обрада.
Табела 3 Поређење рока трајања међу популарним завршним обрадама ПЦБ-а
| Типичан ВЕК ТРАЈАЊА | Предложени рок трајања | Реворк Цханце |
ХАСЛ-ЛФ | 12 месеци | 12 месеци | ДА |
ОСП | 3 месеца | 1 месеца | ДА |
ЕНИГ | 12 месеци | 6 месеци | НЕ* |
ЕНЕПИГ | 6 месеци | 6 месеци | НЕ* |
Електролитички Ни/Ау | 12 месеци | 12 месеци | NO |
ИАг | 6 месеци | 3 месеца | ДА |
ИСн | 6 месеци | 3 месеца | ДА** |
* За завршну обраду ЕНИГ и ЕНЕПИГ доступан је циклус реактивације ради побољшања влажности површине и рока трајања.
** Не препоручује се прерада хемијског калаја.
Назадна блогове
Време поста: 16.11.2022