Kuinka valita pintaviimeistely piirilevysuunnittelullesi
Ⅱ Arviointi ja vertailu
Lähetetty: 16. marraskuuta 2022
Luokat: Blogit
Tunnisteet: pcb,pcba,PCB kokoonpano,piirilevyjen valmistus, pcb pintakäsittely
Pintakäsittelyyn on monia vinkkejä, kuten esimerkiksi lyijyttömällä HASL:lla on ongelma saada tasainen tasaisuus.Elektrolyyttinen Ni/Au on todella kallista, ja jos tyynylle kertyy liikaa kultaa, se voi aiheuttaa hauraita juotosliitoksia.Upotustinalla on juotettavuuden heikkeneminen altistumisen jälkeen useille lämpösykleille, kuten ylä- ja alapuolen PCBA-reflow-prosessissa jne. Yllä olevien pintakäsittelyjen erot piti olla selvästi tietoisia.Alla oleva taulukko näyttää karkean arvion painettujen piirilevyjen usein käytetyistä pintakäsittelyistä.
Taulukko 1 Lyhyt kuvaus valmistusprosessista, merkittävistä eduista ja haitoista sekä tyypillisistä sovelluksista suosituille lyijyttömälle PCB-pintakäsittelylle
PCB-pinnan viimeistely | Käsitellä asiaa | Paksuus | Edut | Haitat | Tyypilliset sovellukset |
Lyijytön HASL | Piirilevyt upotetaan sulaan tinahauteeseen ja puhalletaan sitten kuumailmaveitsillä tasaisten taputtelujen ja ylimääräisen juotteen poistamiseksi. | 30 µin (1 µm) - 1 500 µin (40 µm) | Hyvä juotettavuus;Laajasti saatavilla;Voidaan korjata/muokata uudelleen;Pitkä hylly pitkä | Epätasaiset pinnat;Lämpöshokki;Huono kostutus;Juotos silta;PTH:t kiinni. | Laajalti sovellettava;Sopii suuremmille tyynyille ja välityksille;Ei sovellu HDI:lle, jossa on <20 mil (0,5 mm) hieno jako ja BGA;Ei hyvä PTH:lle;Ei sovi paksulle kupariselle piirilevylle;Tyypillinen käyttökohde: Piirilevyt sähkötestaukseen, käsin juottamiseen, jotkin korkean suorituskyvyn elektroniikkalaitteet, kuten ilmailu- ja sotilaslaitteet. |
OSP | Orgaanisen yhdisteen levittäminen kemiallisesti levyjen pinnalle muodostaen orgaanisen metallikerroksen suojaamaan paljastunutta kuparia ruosteelta. | 46 µin (1,15 µm) - 52 µin (1,3 µm) | Halpa;Pehmusteet ovat tasaisia ja tasaisia;Hyvä juotettavuus;Voidaan yhdistää muihin pintakäsittelyihin;Prosessi on yksinkertainen;Voidaan muokata (työpajan sisällä). | Herkkä käsittelylle;Lyhyt säilyvyys.Erittäin rajoitettu juotteen leviäminen;Juotettavuuden heikkeneminen kohonneilla lämpötiloilla ja jaksoilla;Johtamaton;Vaikea tarkastaa, ICT-anturi, ioni- ja puristussovitusongelmat | Laajalti sovellettava;Soveltuu hyvin SMT:lle/pienille äänille/BGA:lle/pienille komponenteille;Tarjoile levyt;Ei hyvä PTH:ille;Ei sovellu puristustekniikkaan |
ENIG | Kemiallinen prosessi, jossa paljastunut kupari pinnoitetaan nikkelillä ja kullalla, joten se koostuu kaksinkertaisesta metallipinnoitteesta. | 2 µin (0,05 µm) – 5 µin (0,125 µm) kultaa yli 120 µin (3 µm) – 240 µin (6 µm) nikkeliä | Erinomainen juotettavuus;Pehmusteet ovat tasaisia ja tasaisia;Al-langan taivutettavuus;Matala kosketusvastus;Pitkä säilyvyysaika;Hyvä korroosionkestävyys ja kestävyys | "Black Pad" -huoli;Signaalihäviö signaalin eheyssovelluksiin;ei voi työstää uudelleen | Erinomainen hienojakoisten ja monimutkaisten pinta-asennuspaikkojen kokoamiseen (BGA, QFP…);Erinomainen useille juotostyypeille;Suositeltava PTH:lle, puristussovitus;Liimattava lanka;Suosittele PCB:tä erittäin luotettaville sovelluksille, kuten ilmailu-, sotilas-, lääketieteellinen ja huippuluokan kuluttajille jne.;Ei suositella kosketuslevyille. |
Elektrolyyttinen Ni/Au (pehmeä kulta) | 99,99 % puhdasta – 24 karaatin kultaa, joka levitetään nikkelikerroksen päälle elektrolyyttisellä prosessilla ennen juotosmaskia. | 99,99 % puhdasta kultaa, 24 karaatin 30 µin (0,8 µm) -50 µin (1,3 µm) yli 100 µin (2,5 µm) -200 µin (5 µm) nikkeliä | Kova, kestävä pinta;Suuri johtavuus;Tasaisuus;Al-langan taivutettavuus;Matala kosketusvastus;Pitkä säilyvyys | Kallis;Au hauras, jos liian paksu;Asettelu rajoittaa;Ylimääräinen käsittely/työvoimavaltainen;Ei sovi juottamiseen;Pinnoite ei ole tasainen | Käytetään pääasiassa langan (Al & Au) liittämiseen sirupakkauksissa, kuten COB (Chip on Board) |
Elektrolyyttinen Ni/Au (kova kulta) | 98 % puhdasta – 23 karaatin kultaa, jossa kovettimet on lisätty pinnoituskylpyyn, joka on levitetty nikkelikerroksen päälle elektrolyyttisellä prosessilla. | 98 % puhdasta kultaa, 23 Karat30 µin (0,8 µm) -50 µin (1,3 µm) yli 100 µin (2,5 µm) -150 µin (4 µm) nikkeliä | Erinomainen juotettavuus;Pehmusteet ovat tasaisia ja tasaisia;Al-langan taivutettavuus;Matala kosketusvastus;Uudelleenkäsiteltävissä | Tummenee (käsittely ja varastointi) korroosio korkean rikkipitoisuuden ympäristössä;Vähemmän toimitusketjun vaihtoehtoja tämän viimeistelyn tukemiseksi;Lyhyt käyttöikkuna kokoonpanovaiheiden välillä. | Käytetään pääasiassa sähköliitäntöihin, kuten reunaliittimiin (kultasormi), IC-kantolevyihin (PBGA/FCBGA/FCCSP...), näppäimistöihin, akun koskettimiin ja joihinkin testilevyihin jne. |
Immersion Ag | hopeakerros kerrostetaan kuparipinnalle sähköttömällä pinnoitusprosessilla syövytyksen jälkeen, mutta ennen juotosmaskia | 5 µin (0,12 µm) - 20 µin (0,5 µm) | Erinomainen juotettavuus;Pehmusteet ovat tasaisia ja tasaisia;Al-langan taivutettavuus;Matala kosketusvastus;Uudelleenkäsiteltävissä | Tummenee (käsittely ja varastointi) korroosio korkean rikkipitoisuuden ympäristössä;Vähemmän toimitusketjun vaihtoehtoja tämän viimeistelyn tukemiseksi;Lyhyt käyttöikkuna kokoonpanovaiheiden välillä. | Taloudellinen vaihtoehto ENIGille Fine Tracesille ja BGA:lle;Ihanteellinen nopeiden signaalien sovelluksiin;Hyvä kalvokytkimiin, EMI-suojaukseen ja alumiinilankojen liittämiseen;Sopii puristussovitukseen. |
Immersion Sn | Virrattomassa kemiallisessa kylvyssä valkoinen ohut kerros tinaa kerrostuu suoraan piirilevyjen kuparille esteenä hapettumisen välttämiseksi. | 25 µin (0,7 µm) - 60 µin (1,5 µm) | Paras puristussovitustekniikalle;Kustannustehokas;tasomainen;Erinomainen juotettavuus (tuoreena) ja luotettavuus;Tasaisuus | Juotettavuuden heikkeneminen kohonneilla lämpötiloilla ja jaksoilla;Lopullisessa kokoonpanossa paljastunut tina voi syöpyä;ongelmien käsittely;Tin Wiskering;Ei sovellu PTH:lle;Sisältää tioureaa, joka on tunnettu syöpää aiheuttava aine. | Suosittele suurille tuotantomäärille;Hyvä SMD-sijoitukseen, BGA;Paras puristussovitukseen ja takalevyihin;Ei suositella PTH:lle, kosketinkytkimille ja käyttöön kuorittavien maskien kanssa |
Taulukko 2 Arvio nykyaikaisten piirilevypintojen tyypillisistä ominaisuuksista tuotannossa ja sovelluksessa
Yleisimpien käytettyjen pintakäsittelyjen valmistus | |||||||||
Ominaisuudet | ENIG | ENEPIG | Pehmeä kulta | Kovaa kultaa | IAg | ISn | HASL | HASL-LF | OSP |
Suosio | Korkea | Matala | Matala | Matala | Keskikokoinen | Matala | Matala | Korkea | Keskikokoinen |
Prosessin kustannukset | Korkea (1,3x) | Korkea (2,5x) | Korkein (3,5x) | Korkein (3,5x) | Keskikokoinen (1,1x) | Keskikokoinen (1,1x) | Matala (1,0x) | Matala (1,0x) | Alin (0,8x) |
Tallettaa | Upotus | Upotus | Elektrolyyttinen | Elektrolyyttinen | Upotus | Upotus | Upotus | Upotus | Upotus |
Säilyvyys | Pitkä | Pitkä | Pitkä | Pitkä | Keskikokoinen | Keskikokoinen | Pitkä | Pitkä | Lyhyt |
RoHS yhteensopiva | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | No | Joo | Joo |
Pintatasoisuus SMT:lle | Erinomainen | Erinomainen | Erinomainen | Erinomainen | Erinomainen | Erinomainen | Huono | Hyvä | Erinomainen |
Paljas kupari | No | No | No | Joo | No | No | No | No | Joo |
Käsittely | Normaali | Normaali | Normaali | Normaali | Kriittinen | Kriittinen | Normaali | Normaali | Kriittinen |
Prosessi vaivaa | Keskikokoinen | Keskikokoinen | Korkea | Korkea | Keskikokoinen | Keskikokoinen | Keskikokoinen | Keskikokoinen | Matala |
Uudelleentyöstökapasiteetti | No | No | No | No | Joo | Ei ehdotettu | Joo | Joo | Joo |
Vaaditut lämpösyklit | useita | useita | useita | useita | useita | 2-3 | useita | useita | 2 |
Whisker-ongelma | No | No | No | No | No | Joo | No | No | No |
Lämpöshokki (PCB MFG) | Matala | Matala | Matala | Matala | Erittäin matala | Erittäin matala | Korkea | Korkea | Erittäin matala |
Pieni vastus / suuri nopeus | No | No | No | No | Joo | No | No | No | Ei käytössä |
Yleisimpien käytettyjen pintakäsittelyjen sovellukset | |||||||||
Sovellukset | ENIG | ENEPIG | Pehmeä kulta | Kova kulta | IAg | ISn | HASL | LF-HASL | OSP |
Jäykkä | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo |
Flex | Rajoitettu | Rajoitettu | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo |
Flex-Rigid | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Ei suositeltu |
Hieno Pitch | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Ei suositeltu | Ei suositeltu | Joo |
BGA ja μBGA | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Ei suositeltu | Ei suositeltu | Joo |
Monipuolinen juotettavuus | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Rajoitettu |
Flip Chip | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | No | No | Joo |
Paina Fit | Rajoitettu | Rajoitettu | Rajoitettu | Rajoitettu | Joo | Erinomainen | Joo | Joo | Rajoitettu |
Reiän läpi | Joo | Joo | Joo | Joo | Joo | No | No | No | No |
Langan liimaus | Kyllä (Al) | Kyllä (Al, Au) | Kyllä (Al, Au) | Kyllä (Al) | Muuttuja (Al) | No | No | No | Kyllä (Al) |
Juotteen kostuvuus | Hyvä | Hyvä | Hyvä | Hyvä | Oikein hyvä | Hyvä | Huono | Huono | Hyvä |
Juotosliitoksen eheys | Hyvä | Hyvä | Huono | Huono | Erinomainen | Hyvä | Hyvä | Hyvä | Hyvä |
Säilyvyys on kriittinen tekijä, joka sinun on otettava huomioon valmistusaikatauluja laadittaessa.Säilyvyyson käyttöikkuna, joka antaa viimeistelylle täydellisen piirilevyn hitsattavuuden.On erittäin tärkeää varmistaa, että kaikki piirilevysi on koottu säilyvyysajan sisällä.Pintakäsittelyn materiaalin ja prosessin lisäksi pinnan säilyvyys vaikuttaa voimakkaastipiirilevyjen pakkaamisen ja varastoinnin avulla.IPC-1601-ohjeiden ehdottaman oikean varastointimenetelmän tiukasti hakija säilyttää pinnan hitsattavuuden ja luotettavuuden.
Taulukko 3 Säilyvyysaika vertailu piirilevyjen suosittujen pintakäsittelyjen välillä
| Tyypillinen SHEL LIFE | Suositeltu säilyvyysaika | Uudelleentyöskentely mahdollisuus |
HASL-LF | 12 kuukautta | 12 kuukautta | JOO |
OSP | 3 kuukautta | 1 kuukautta | JOO |
ENIG | 12 kuukautta | 6 kuukautta | EI* |
ENEPIG | 6 kuukautta | 6 kuukautta | EI* |
Elektrolyyttinen Ni/Au | 12 kuukautta | 12 kuukautta | NO |
IAg | 6 kuukautta | 3 kuukautta | JOO |
ISn | 6 kuukautta | 3 kuukautta | JOO** |
* ENIG- ja ENEPIG-viimeistelyssä on käytettävissä uudelleenaktivointijakso pinnan kostuvuuden ja säilyvyyden parantamiseksi.
** Tinan kemiallista uudelleenkäsittelyä ei suositella.
Takaisinblogeihin
Postitusaika: 16.11.2022