Kuidas valida oma PCB kujunduse jaoks pinnaviimistlust
Ⅱ Hindamine ja võrdlus
Postitatud: 16. november 2022
Kategooriad: Blogid
Sildid: pcb,pcba,PCB kokkupanek,trükkplaatide tootmine, trükkplaadi pinnaviimistlus
Pinnaviimistluse kohta on palju näpunäiteid, näiteks pliivaba HASL-il on probleeme ühtlase tasapinnaga.Elektrolüütiline Ni/Au on tõesti kallis ja kui padjale ladestub liiga palju kulda, võib see põhjustada hapraid jooteühendusi.Sukeldatud tina jootetavus halveneb pärast kokkupuudet mitme kuumutustsükliga, nagu ülemise ja alumise külje PCBA tagasivoolamise protsessis jne. Ülaltoodud pinnaviimistluse erinevusi tuli selgelt mõista.Allolev tabel näitab ligikaudset hinnangut trükkplaatide sageli kasutatavate pinnaviimistluste kohta.
Tabel 1 Tootmisprotsessi lühikirjeldus, olulised plussid ja miinused ning populaarsete pliivabade PCB pinnaviimistluste tüüpilised rakendused
PCB pinnaviimistlus | Protsess | Paksus | Eelised | Puudused | Tüüpilised rakendused |
Pliivaba HASL | PCB-plaadid kastetakse sulatina vanni ja puhutakse seejärel kuumaõhunugadega tasaseks patsutamiseks ja liigse joote eemaldamiseks. | 30 µtol (1 µm) – 1500 µin (40 µm) | hea jootmisvõime;Laialdaselt saadaval;Saab parandada/ümbertöödelda;Pikk riiul pikk | ebatasased pinnad;Termošokk;Halb niisutamine;Jootesild;Ühendatud PTH-d. | Laialdaselt kasutatav;Sobib suurematele padjanditele ja vahekaugustele;Ei sobi HDI-le <20 mil (0,5 mm) peene sammuga ja BGA-ga;Pole hea PTH jaoks;Ei sobi paksu vasest PCB jaoks;Tavaliselt kasutusala: trükkplaadid elektriliste katsete jaoks, käsitsi jootmiseks, mõned suure jõudlusega elektroonikaseadmed, nagu kosmose- ja sõjalised seadmed. |
OSP | Orgaanilise ühendi keemiline kandmine plaatide pinnale, moodustades orgaanilise metallikihi, et kaitsta avatud vaske rooste eest. | 46 µtol (1,15 µm) – 52 µin (1,3 µm) | Odav;Padjad on ühtlased ja tasased;Hea joodetavus;Võib olla ühtne teiste pinnaviimistlustega;Protsess on lihtne;Võimalik ümber töötada (töökojas sees). | Käsitsemise suhtes tundlik;Lühike säilivusaeg.Väga piiratud joote levik;Jootetavuse halvenemine kõrgendatud temperatuuri ja tsüklitega;Mittejuhtiv;Raskesti kontrollitav, IKT-sond, ioon- ja press-fit-probleemid | Laialdaselt kasutatav;Sobib hästi SMT/peente helikõrguste/BGA/väikeste komponentide jaoks;Serveeri lauad;Ei sobi PTH-dele;Ei sobi pressimistehnoloogia jaoks |
ENIG | Keemiline protsess, mille käigus kaetud vask plaaditakse nikli ja kullaga, nii et see koosneb kahekordsest metallkattekihist. | 2 µin (0,05 µm) – 5 µin (0,125 µm) kulda üle 120 µin (3 µm) – 240 µin (6 µm) nikli | Suurepärane joodetavus;Padjad on tasased ja ühtlased;Altraadi painduvus;Madal kontakttakistus;pikk säilivusaeg;Hea korrosioonikindlus ja vastupidavus | "Must padi" mure;Signaali kadu signaali terviklikkuse rakendustes;ei saa ümber töötada | Sobib suurepäraselt peene kaldega ja keerukate pindpaigalduste paigaldamiseks (BGA, QFP…);Suurepärane mitmete jootmistüüpide jaoks;Eelistatav PTH, press fit;Traadiga liimitav;Soovitatav PCB jaoks, millel on kõrge töökindlus, näiteks lennundus-, sõja-, meditsiini- ja tipptarbijad jne;Pole soovitatav puutetundlike kontaktplaatide jaoks. |
Elektrolüütiline Ni/Au (pehme kuld) | 99,99% puhtus – 24-karaadine kuld, mis kantakse niklikihile elektrolüütilise protsessiga enne jootemaski. | 99,99% puhas kuld, 24-karaadine 30 µin (0,8 µm) -50 µin (1,3 µm) üle 100 µin (2,5 µm) -200 µin (5 µm) nikli | kõva, vastupidav pind;Suur juhtivus;Tasasus;Altraadi painduvus;Madal kontakttakistus;Pikk säilivusaeg | kallis;Au rabe, kui liiga paks;Paigutuspiirangud;Ekstra töötlemine/töömahukas;Ei sobi jootmiseks;Kate ei ole ühtlane | Kasutatakse peamiselt traadi (Al & Au) ühendamisel kiibipakendis, nagu COB (kiip pardal) |
Elektrolüütiline Ni/Au (kõvakuld) | 98% puhas – 23-karaadine kuld koos kõvenditega, mis on lisatud niklikihile elektrolüütilise protsessi käigus. | 98% puhas kuld, 23 karaat 30 µin (0,8 µm) -50 µin (1,3 µm) üle 100 µin (2,5 µm) -150 µin (4 µm) niklit | Suurepärane joodetavus;Padjad on tasased ja ühtlased;Altraadi painduvus;Madal kontakttakistus;Ümbertöödeldav | tuhmub (käitlemine ja ladustamine) korrosioon kõrge väävlisisaldusega keskkonnas;Vähendatud tarneahela valikud selle viimistluse toetamiseks;Lühike tööaken montaažietappide vahel. | Peamiselt kasutatakse elektriliste ühenduste jaoks, nagu servapistikud (kuldsõrm), IC kandeplaadid (PBGA / FCBGA / FCCSP ...), klaviatuurid, aku kontaktid ja mõned testpadjad jne. |
Immersion Ag | pärast söövitamist, kuid enne jootemaski, sadestatakse vase pinnale hõbedakiht elektroonse plaadistuse teel | 5 µtol (0,12 µm) – 20 µin (0,5 µm) | Suurepärane joodetavus;Padjad on tasased ja ühtlased;Altraadi painduvus;Madal kontakttakistus;Ümbertöödeldav | tuhmub (käitlemine ja ladustamine) korrosioon kõrge väävlisisaldusega keskkonnas;Vähendatud tarneahela valikud selle viimistluse toetamiseks;Lühike tööaken montaažietappide vahel. | Fine Traces'i ja BGA ökonoomne alternatiiv ENIG-ile;Ideaalne kiirete signaalide jaoks;Sobib hästi membraanlülitite, EMI-varjestuse ja alumiiniumtraadi ühendamiseks;Sobib pressimiseks. |
Immersion Sn | Elektroonilises keemilises vannis ladestub valge õhuke tinakiht otse trükkplaatide vasele, et vältida oksüdatsiooni. | 25 µtol (0,7 µm) – 60 µin (1,5 µm) | Parim press fit tehnoloogia jaoks;Kuluefektiivne;Tasapinnaline;Suurepärane joodetavus (värskelt) ja töökindlus;Tasasus | Jootetavuse halvenemine kõrgendatud temperatuuride ja tsüklitega;Lõppkokkupanekul avatud tina võib korrodeeruda;Probleemide käsitlemine;Tin Wiskering;Ei sobi PTH jaoks;Sisaldab tiouureat, mis on tuntud kantserogeen. | Soovitatav suurte koguste jaoks;Hea SMD paigutuse jaoks, BGA;Parim pressimise ja tagaplaani jaoks;Ei soovitata kasutada PTH, kontaktlülitite ja koos kooritavate maskidega |
Tabel 2 Kaasaegsete PCB pinnaviimistlusmaterjalide tüüpiliste omaduste hinnang tootmisel ja kasutamisel
Enamkasutatavate pinnaviimistlusvahendite tootmine | |||||||||
Omadused | ENIG | ENEPIG | Pehme kuld | Kõva kuld | IAg | ISn | HASL | HASL- LF | OSP |
Populaarsus | Kõrge | Madal | Madal | Madal | Keskmine | Madal | Madal | Kõrge | Keskmine |
Protsessi maksumus | Kõrge (1,3x) | Kõrge (2,5x) | Kõrgeim (3,5x) | Kõrgeim (3,5x) | Keskmine (1,1x) | Keskmine (1,1x) | Madal (1,0x) | Madal (1,0x) | Madalaim (0,8x) |
Deposiit | Keelekümblus | Keelekümblus | Elektrolüütiline | Elektrolüütiline | Keelekümblus | Keelekümblus | Keelekümblus | Keelekümblus | Keelekümblus |
Säilitusaeg | Pikk | Pikk | Pikk | Pikk | Keskmine | Keskmine | Pikk | Pikk | Lühike |
RoHS-iga ühilduv | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | No | Jah | Jah |
SMT pinna tasapinnalisus | Suurepärane | Suurepärane | Suurepärane | Suurepärane | Suurepärane | Suurepärane | Vaene | Hea | Suurepärane |
Paljastatud vask | No | No | No | Jah | No | No | No | No | Jah |
Käitlemine | Tavaline | Tavaline | Tavaline | Tavaline | Kriitiline | Kriitiline | Tavaline | Tavaline | Kriitiline |
Protsessi pingutus | Keskmine | Keskmine | Kõrge | Kõrge | Keskmine | Keskmine | Keskmine | Keskmine | Madal |
Ümbertöötamise võimsus | No | No | No | No | Jah | Ei soovita | Jah | Jah | Jah |
Nõutavad termilised tsüklid | mitmekordne | mitmekordne | mitmekordne | mitmekordne | mitmekordne | 2-3 | mitmekordne | mitmekordne | 2 |
Vurru probleem | No | No | No | No | No | Jah | No | No | No |
Termošokk (PCB MFG) | Madal | Madal | Madal | Madal | Väga madal | Väga madal | Kõrge | Kõrge | Väga madal |
Madal takistus / suur kiirus | No | No | No | No | Jah | No | No | No | Ei kehti |
Enimkasutatavate pinnaviimistluste rakendused | |||||||||
Rakendused | ENIG | ENEPIG | Pehme kuld | Kõva kuld | IAg | ISn | HASL | LF-HASL | OSP |
Jäik | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah |
Flex | Piiratud | Piiratud | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah |
Flex-Rigid | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Ei ole eelistatud |
Hea helikõrgus | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Ei ole eelistatud | Ei ole eelistatud | Jah |
BGA ja μBGA | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Ei ole eelistatud | Ei ole eelistatud | Jah |
Mitmekordne joodetavus | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Piiratud |
Flip Chip | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | No | No | Jah |
Vajutage Fit | Piiratud | Piiratud | Piiratud | Piiratud | Jah | Suurepärane | Jah | Jah | Piiratud |
Läbi augu | Jah | Jah | Jah | Jah | Jah | No | No | No | No |
Traadi liimimine | jah (Al) | Jah (Al, Au) | Jah (Al, Au) | jah (Al) | Muutuja (Al) | No | No | No | jah (Al) |
Joote märguvus | Hea | Hea | Hea | Hea | Väga hea | Hea | Vaene | Vaene | Hea |
Jootevuukide terviklikkus | Hea | Hea | Vaene | Vaene | Suurepärane | Hea | Hea | Hea | Hea |
Kõlblikkusaeg on kriitiline element, mida peate tootmisgraafikute koostamisel arvesse võtma.Säilitusaegon tööaken, mis annab viimistlusele täieliku PCB keevitatavuse.Oluline on tagada, et kõik teie PCB-d oleksid kokku pandud säilivusaja jooksul.Lisaks materjalile ja protsessile, mis valmistavad pinnaviimistlust, mõjutab see tugevalt viimistluse säilivusaegaPCBde pakendamise ja ladustamisega.IPC-1601 juhistes soovitatud õige ladustamismetoodika range taotlemine säilitab viimistlusmaterjalide keevitatavuse ja töökindluse.
Tabel 3 Säilivusaeg PCB populaarsete pinnaviimistluste võrdlus
| Tüüpiline SHELI ELU | Soovitatav säilivusaeg | Ümbertöötamise võimalus |
HASL-LF | 12 kuud | 12 kuud | JAH |
OSP | 3 kuud | 1 kuud | JAH |
ENIG | 12 kuud | 6 kuud | EI* |
ENEPIG | 6 kuud | 6 kuud | EI* |
Elektrolüütiline Ni/Au | 12 kuud | 12 kuud | NO |
IAg | 6 kuud | 3 kuud | JAH |
ISn | 6 kuud | 3 kuud | JAH** |
* ENIG ja ENEPIG viimistlemiseks on saadaval taasaktiveerimistsükkel, et parandada pinna märguvust ja säilivusaega.
** Keemiline tina ümbertöötamine ei ole soovitatav.
tagasiblogidesse
Postitusaeg: 16.11.2022