نحوه انتخاب سطح فینیش برای طراحی PCB
Ⅱ ارزیابی و مقایسه
ارسال شده: 16 نوامبر 2022
دسته بندی ها: وبلاگ ها
برچسب ها: PCB،pcba،مونتاژ pcb،ساخت پی سی بی، پرداخت سطح پی سی بی
نکات زیادی در مورد پرداخت سطح وجود دارد، مانند HASL بدون سرب برای داشتن صافی ثابت مشکل دارد.Ni/Au الکترولیتی واقعاً گران است و اگر طلا بیش از حد روی لنت گذاشته شود، می تواند منجر به اتصالات لحیم شکننده شود.قلع غوطه‌وری پس از قرار گرفتن در معرض چرخه‌های حرارتی متعدد، مانند فرآیند جریان مجدد PCBA سمت بالا و پایین و غیره، قابلیت لحیم‌کاری را کاهش می‌دهد.جدول زیر یک ارزیابی تقریبی را برای پرداخت‌های سطحی اغلب اعمال شده بردهای مدار چاپی نشان می‌دهد.
جدول 1 شرح مختصری از فرآیند تولید، مزایا و معایب قابل توجه، و کاربردهای معمولی سطوح بدون سرب محبوب PCB
| فینیش سطح PCB | روند | ضخامت | مزایای | معایب | برنامه های کاربردی نمونه |
| HASL بدون سرب | تخته‌های PCB در یک حمام قلع مذاب غوطه‌ور می‌شوند و سپس توسط چاقوهای هوای داغ برای ضربه‌های صاف و حذف لحیم اضافی دمیده می‌شوند. | 30μin (1μm) -1500μin (40μm) | لحیم کاری خوب؛به طور گسترده در دسترس است؛قابل تعمیر/بازسازیقفسه بلند بلند | سطوح ناهموار؛شوک حرارتی؛خیس شدن ضعیف؛پل لحیم کاری؛PTH های متصل | به طور گسترده قابل اجرا؛مناسب برای لنت ها و فاصله های بزرگتر؛برای HDI با زیر 20 میلی متر (0.5 میلی متر) و BGA مناسب نیست.برای PTH خوب نیست.مناسب برای PCB مس ضخیم نیست.به طور معمول، کاربرد: بردهای مدار برای آزمایش الکتریکی، لحیم کاری دستی، برخی از لوازم الکترونیکی با کارایی بالا مانند دستگاه های هوافضا و نظامی. |
| OSP | استفاده شیمیایی از یک ترکیب آلی بر روی سطح تخته ها و تشکیل یک لایه فلزی آلی برای محافظت از مس در معرض زنگ زدگی. | 46μin (1.15μm)-52μin (1.3μm) | کم هزینه؛پدها یکنواخت و مسطح هستند.لحیم کاری خوب؛می تواند با سایر سطوح تکمیل شود.فرآیند ساده است.قابل بازسازی (داخل کارگاه). | حساس به جابجایی؛ماندگاری کوتاه.پخش لحیم کاری بسیار محدود.تخریب لحیم کاری با افزایش دما و چرخه.نارسانا؛بازرسی دشوار است، پروب ICT، نگرانی های یونی و متناسب با فشار | به طور گسترده قابل اجرا؛به خوبی برای SMT / زمین های خوب / BGA / اجزای کوچک مناسب است.تخته های سروبرای PTH ها خوب نیست.برای فناوری چین دادن مناسب نیست |
| ENIG | یک فرآیند شیمیایی که مس در معرض را با نیکل و طلا پوشش می دهد، بنابراین از یک لایه دو لایه از پوشش فلزی تشکیل شده است. | 2μin (0.05μm)- 5μin (0.125μm) طلا بیش از 120μin (3μm)-240μin (6μm) نیکل | لحیم کاری عالی؛پدها صاف و یکنواخت هستند.قابلیت خم شدن سیم Al;مقاومت تماس کم؛ماندگاری طولانی؛مقاومت در برابر خوردگی و دوام خوب | نگرانی "بلک پد";از دست دادن سیگنال برای برنامه های کاربردی یکپارچگی سیگنال.قادر به کار مجدد نیست | عالی برای مونتاژ گام های ظریف و قرار دادن سطوح پیچیده (BGA، QFP…)عالی برای انواع لحیم کاری.ترجیحا برای PTH، پرس فیت.سیم قابل اتصال؛توصیه برای PCB با کاربردهای قابل اطمینان بالا مانند هوافضا، نظامی، پزشکی و مصرف کنندگان پیشرفته و غیره.برای پدهای لمسی توصیه نمی شود. |
| Ni/Au الکترولیتی (طلای نرم) | 99.99% خالص – طلای 24 عیار بر روی لایه نیکل از طریق فرآیند الکترولیتی قبل از ماسک لحیم کاری اعمال می شود. | 99.99% طلای خالص، 24 قیراط 30μin (0.8μm) -50μin (1.3μm) بیش از 100μin (2.5μm) -200μin (5μm) نیکل | سطح سخت و بادوام؛رسانایی عالی؛صافی؛قابلیت خم شدن سیم Al;مقاومت تماس کم؛ماندگاری طولانی | گران؛اگر خیلی ضخیم باشد، تردیمحدودیت های چیدمان؛پردازش اضافی/کار شدید؛مناسب برای لحیم کاری نیست.پوشش یکنواخت نیست | به طور عمده در اتصال سیم (Al & Au) در بسته بندی تراشه مانند COB (تراشه روی برد) استفاده می شود. |
| Ni/Au الکترولیتی (طلای سخت) | 98% خالص – طلای 23 عیار با سخت کننده های اضافه شده به حمام آبکاری که از طریق فرآیند الکترولیتی روی لایه نیکل اعمال می شود. | 98% طلای خالص، 23 قیراط 30μin (0.8μm) -50μin (1.3μm) بیش از 100μin (2.5μm) -150μin (4μm) نیکل | لحیم کاری عالی؛پدها صاف و یکنواخت هستند.قابلیت خم شدن سیم Al;مقاومت تماس کم؛قابل کارکرد مجدد | لکه دار کردن خوردگی (حمل و نگهداری) در محیط با گوگرد بالا.کاهش گزینه های زنجیره تامین برای پشتیبانی از این پایان؛پنجره عملکرد کوتاه بین مراحل مونتاژ. | عمدتاً برای اتصالات الکتریکی مانند کانکتورهای لبه (انگشت طلا)، بردهای حامل آی سی (PBGA/FCBGA/FCCSP...)، صفحه کلید، کنتاکت باتری و برخی از پدهای تست و غیره استفاده می شود. |
| غوطه وری Ag | یک لایه نقره از طریق فرآیند آبکاری الکترولس بعد از اچ اما قبل از ماسک لحیم روی سطح مس رسوب می کند | 5µin (0.12µm) -20µin (0.5µm) | لحیم کاری عالی؛پدها صاف و یکنواخت هستند.قابلیت خم شدن سیم Al;مقاومت تماس کم؛قابل کارکرد مجدد | لکه دار کردن خوردگی (حمل و نگهداری) در محیط با گوگرد بالا.کاهش گزینه های زنجیره تامین برای پشتیبانی از این پایان؛پنجره عملکرد کوتاه بین مراحل مونتاژ. | جایگزین اقتصادی برای ENIG برای Fine Traces و BGA.ایده آل برای کاربرد سیگنال های با سرعت بالا.مناسب برای سوئیچ های غشایی، محافظ EMI، و اتصال سیم آلومینیومی.مناسب برای پرس فیت |
| غوطه وری Sn | در یک حمام شیمیایی الکترولس، یک لایه نازک سفید از قلع مستقیماً روی مس تخته‌های مدار به عنوان مانعی برای جلوگیری از اکسیداسیون رسوب می‌کند. | 25μin (0.7μm) -60μin (1.5μm) | بهترین برای فناوری مطبوعات تناسب؛مقرون به صرفه؛مسطح;لحیم کاری عالی (در صورت تازه بودن) و قابلیت اطمینان؛صافی | تخریب لحیم کاری با دما و چرخه بالا.قلع در معرض مونتاژ نهایی می تواند خورده شود.رسیدگی به مسائل؛قلع ویسکرینگ;برای PTH مناسب نیست.حاوی Thiourea، سرطان زا شناخته شده است. | توصیه برای تولیدات با حجم زیاد؛خوب برای قرار دادن SMD، BGA؛بهترین برای پرس فیت و backplanes.برای PTH، سوئیچ‌های تماسی و استفاده با ماسک‌های پوست‌کن توصیه نمی‌شود |
جدول 2 ارزیابی خواص معمولی سطوح مدرن PCB در تولید و کاربرد
| تولید رایج ترین سطوح مورد استفاده | |||||||||
| خواص | ENIG | ENEPIG | طلای نرم | طلای سخت | IAg | ISn | HASL | HASL- LF | OSP |
| محبوبیت | بالا | کم | کم | کم | متوسط | کم | کم | بالا | متوسط |
| هزینه فرآیند | بالا (1.3x) | بالا (2.5x) | بالاترین (3.5x) | بالاترین (3.5x) | متوسط (1.1x) | متوسط (1.1x) | کم (1.0x) | کم (1.0x) | کمترین (0.8x) |
| سپرده | غوطه وری | غوطه وری | الکترولیتی | الکترولیتی | غوطه وری | غوطه وری | غوطه وری | غوطه وری | غوطه وری |
| ماندگاری | طولانی | طولانی | طولانی | طولانی | متوسط | متوسط | طولانی | طولانی | کوتاه |
| سازگار با RoHS | آره | آره | آره | آره | آره | آره | No | آره | آره |
| سطح همسطح برای SMT | عالی | عالی | عالی | عالی | عالی | عالی | فقیر | خوب | عالی |
| مس در معرض | No | No | No | آره | No | No | No | No | آره |
| رسیدگی | طبیعی | طبیعی | طبیعی | طبیعی | بحرانی | بحرانی | طبیعی | طبیعی | بحرانی |
| تلاش فرآیند | متوسط | متوسط | بالا | بالا | متوسط | متوسط | متوسط | متوسط | کم |
| ظرفیت دوباره کاری | No | No | No | No | آره | پیشنهاد نمی شود | آره | آره | آره |
| سیکل های حرارتی مورد نیاز | چندگانه | چندگانه | چندگانه | چندگانه | چندگانه | 2-3 | چندگانه | چندگانه | 2 |
| مسئله سبیل | No | No | No | No | No | آره | No | No | No |
| شوک حرارتی (PCB MFG) | کم | کم | کم | کم | خیلی کم | خیلی کم | بالا | بالا | خیلی کم |
| مقاومت کم / سرعت بالا | No | No | No | No | آره | No | No | No | N/A |
| کاربردهای رایج ترین سطوح مورد استفاده | |||||||||
| برنامه های کاربردی | ENIG | ENEPIG | طلای نرم | طلای سخت | IAg | ISn | HASL | LF-HASL | OSP |
| سفت و سخت | آره | آره | آره | آره | آره | آره | آره | آره | آره |
| فلکس | محصور | محصور | آره | آره | آره | آره | آره | آره | آره |
| Flex-Rigid | آره | آره | آره | آره | آره | آره | آره | آره | ارجح نیست |
| پیچ خوب | آره | آره | آره | آره | آره | آره | ارجح نیست | ارجح نیست | آره |
| BGA و μBGA | آره | آره | آره | آره | آره | آره | ارجح نیست | ارجح نیست | آره |
| قابلیت لحیم کاری چندگانه | آره | آره | آره | آره | آره | آره | آره | آره | محصور |
| فلیپ تراشه | آره | آره | آره | آره | آره | آره | No | No | آره |
| Fit را فشار دهید | محصور | محصور | محصور | محصور | آره | عالی | آره | آره | محصور |
| از طریق سوراخ | آره | آره | آره | آره | آره | No | No | No | No |
| اتصال سیم | بله (Al) | بله (Al, Au) | بله (Al, Au) | بله (Al) | متغیر (Al) | No | No | No | بله (Al) |
| ترشوندگی لحیم کاری | خوب | خوب | خوب | خوب | خیلی خوب | خوب | فقیر | فقیر | خوب |
| یکپارچگی مفصل لحیم کاری | خوب | خوب | فقیر | فقیر | عالی | خوب | خوب | خوب | خوب |
زمان ماندگاری عنصری حیاتی است که باید هنگام ساخت برنامه های تولید خود در نظر بگیرید.ماندگاریپنجره عملیاتی است که به پایان می دهد تا قابلیت جوشکاری کامل PCB را داشته باشد.بسیار مهم است که مطمئن شوید تمام PCB های شما در مدت زمان ماندگاری مونتاژ شده اند.علاوه بر مواد و فرآیندی که باعث تکمیل سطح می شود، ماندگاری پایان نیز به شدت تحت تأثیر قرار می گیردتوسط بسته بندی و ذخیره سازی PCB.متقاضی دقیق روش ذخیره سازی مناسب که توسط دستورالعمل های IPC-1601 پیشنهاد شده است، قابلیت جوشکاری و قابلیت اطمینان را حفظ می کند.
جدول 3 مقایسه زمان ماندگاری در میان پایانه های سطح محبوب PCB
|
| عمر مفید معمولی | ماندگاری پیشنهادی | شانس دوباره کاری |
| HASL-LF | 12 ماه | 12 ماه | آره |
| OSP | 3 ماه | 1 ماه | آره |
| ENIG | 12 ماه | 6 ماه | خیر* |
| ENEPIG | 6 ماه | 6 ماه | خیر* |
| Ni/Au الکترولیتی | 12 ماه | 12 ماه | NO |
| IAg | 6 ماه | 3 ماه | آره |
| ISn | 6 ماه | 3 ماه | آره** |
* برای تکمیل ENIG و ENEPIG یک چرخه فعال سازی مجدد برای بهبود ترشوندگی سطح و ماندگاری در دسترس است.
** دوباره کاری قلع شیمیایی پیشنهاد نمی شود.
بازگشتبه وبلاگ ها
زمان ارسال: نوامبر-16-2022
