Com triar l'acabat superficial per al vostre disseny de PCB
Ⅱ Avaluació i Comparació
Publicat: 16 de novembre de 2022
Categories: Blocs
Etiquetes: pcb,pcba,muntatge de PCB,fabricació de PCB, acabat de superfície de PCB
Hi ha molts consells sobre l'acabat superficial, com ara HASL sense plom que té problemes per tenir una planitud constant.El Ni/Au electrolític és molt car i si es diposita massa or al coixinet, pot provocar juntes de soldadura trencadisses.La llauna d'immersió té una degradació de la soldabilitat després de l'exposició a múltiples cicles de calor, com en un procés de reflux PCBA de la part superior i inferior, etc. Calia tenir en compte les diferències dels acabats superficials anteriors.La taula següent mostra una avaluació aproximada dels acabats superficials que s'apliquen sovint de les plaques de circuit imprès.
Taula 1 Breu descripció del procés de fabricació, avantatges i contres significatius i aplicacions típiques dels acabats de superfícies populars sense plom de PCB
| Acabat de superfície de PCB | Procés | Gruix | Avantatges | Desavantatges | Aplicacions típiques |
| HASL sense plom | Les plaques de PCB s'immergen en un bany de llauna fosa i després es bufen amb ganivets d'aire calent per tal d'eliminar l'excés de soldadura. | 30 µin (1 µm) -1500 µin (40 µm) | Bona soldabilitat;Àmpliament disponible;Es pot reparar/retreballar;Prestatge llarg llarg | Superfícies irregulars;Xoc tèrmic;Pobre humitat;pont de soldadura;PTH connectats. | Àmpliament aplicable;Adequat per a coixinets i espais més grans;No apte per a HDI amb un pas fi <20 mil (0,5 mm) i BGA;No és bo per a PTH;No apte per a PCB de coure gruixut;Normalment, aplicació: plaques de circuits per a proves elèctriques, soldadura manual, alguns dispositius electrònics d'alt rendiment com ara dispositius aeroespacials i militars. |
| OSP | Aplicació química d'un compost orgànic a la superfície dels taulers formant una capa metàl·lica orgànica per protegir el coure exposat de l'òxid. | 46 µin (1,15 µm)-52 µin (1,3 µm) | Baix cost;Els coixinets són uniformes i plans;Bona soldabilitat;Pot ser unit amb altres acabats superficials;El procés és senzill;Es pot reelaborar (dins del taller). | Sensible a la manipulació;Vida útil curta.Extensió de soldadura molt limitada;Degradació de la soldadura amb temperatures i cicles elevats;no conductor;Difícil d'inspeccionar, sonda TIC, problemes iònics i ajustament a pressió | Àmpliament aplicable;Molt adequat per a SMT / passos fins / BGA / components petits;Servir taules;No és bo per a PTH;No apte per a la tecnologia de crimpat |
| ENIG | Un procés químic que xapa el coure exposat amb níquel i or, de manera que consisteix en una doble capa de recobriment metàl·lic. | 2 µin (0,05 µm)– 5 µin (0,125 µm) d'or sobre 120 µin (3 µm)– 240 µin (6 µm) de níquel | Excel·lent soldabilitat;Els coixinets són plans i uniformes;Flexibilitat del filferro d'Al;Baixa resistència de contacte;Llarga vida útil;Bona resistència a la corrosió i durabilitat | preocupació "Black Pad";Pèrdua de senyal per a aplicacions d'integritat del senyal;incapaç de tornar a treballar | Excel·lent per a muntatge de pas fi i col·locació complexa de muntatge en superfície (BGA, QFP...);Excel·lent per a múltiples tipus de soldadura;Preferible per a PTH, ajustament a pressió;Unió de filferro;Recomanat per a PCB amb aplicacions d'alta fiabilitat, com ara consumidors aeroespacials, militars, mèdics i de gamma alta, etc.;No recomanat per a Touch Contact Pads. |
| Ni/Au electrolític (or tou) | 99,99% pur: or de 24 quirats aplicat sobre una capa de níquel mitjançant un procés electrolític abans de la màscara de soldadura. | 99,99% d'or pur, 24 quirats 30 µin (0,8 µm) -50 µin (1,3 µm) sobre 100 µin (2,5 µm) -200 µin (5 µm) de níquel | Superfície dura i duradora;Gran conductivitat;planitud;Flexibilitat del filferro d'Al;Baixa resistència de contacte;Llarga vida útil | Car;Au fragilitat si és massa gruixuda;Restriccions de disseny;Processament extra / mà d'obra intens;No apte per soldar;El recobriment no és uniforme | S'utilitza principalment en unió de filferro (Al i Au) en paquets de xips com ara COB (Xip a bord) |
| Ni/Au electrolític (or dur) | 98% pur: or de 23 quirats amb enduridors afegits al bany de revestiment aplicats sobre una capa de níquel mitjançant un procés electrolític. | 98% d'or pur, 23 quilates 30 µin (0,8 µm) -50 µin (1,3 µm) sobre 100 µin (2,5 µm) -150 µin (4 µm) de níquel | Excel·lent soldabilitat;Els coixinets són plans i uniformes;Flexibilitat del filferro d'Al;Baixa resistència de contacte;Reelaborable | Envellir (manipulació i emmagatzematge) la corrosió en un entorn alt en sofre;Opcions de cadena de subministrament reduïdes per donar suport a aquest acabat;Finestra de funcionament curta entre etapes de muntatge. | S'utilitza principalment per a la interconnexió elèctrica, com ara connectors de vora (dit daurat), plaques portadores IC (PBGA/FCBGA/FCCSP...), teclats, contactes de la bateria i alguns coixinets de prova, etc. |
| Immersió Ag | una capa de plata es diposita a la superfície de coure mitjançant un procés de revestiment electroless després del gravat però abans de la màscara de soldadura | 5 µin (0,12 µm) -20 µin (0,5 µm) | Excel·lent soldabilitat;Els coixinets són plans i uniformes;Flexibilitat del filferro d'Al;Baixa resistència de contacte;Reelaborable | Envellir (manipulació i emmagatzematge) la corrosió en un entorn alt en sofre;Opcions de cadena de subministrament reduïdes per donar suport a aquest acabat;Finestra de funcionament curta entre etapes de muntatge. | Alternativa econòmica a ENIG per Fine Traces i BGA;Ideal per a l'aplicació de senyals d'alta velocitat;Bo per a interruptors de membrana, blindatge EMI i unió de filferro d'alumini;Apte per a ajustament a premsa. |
| Immersió Sn | En un bany químic sense electros, una fina capa blanca d'estany es diposita directament sobre el coure de les plaques de circuit com a barrera per evitar l'oxidació. | 25 µin (0,7 µm)-60 µin (1,5 µm) | El millor per a la tecnologia Press Fit;rendible;Planar;Excel·lent soldabilitat (quan és fresc) i fiabilitat;Planitud | Degradació de la soldadura amb temperatures i cicles elevats;L'estany exposat al muntatge final es pot corroir;Tractament de problemes;Tin Wiskering;No apte per a PTH;Conté tiourea, un carcinogen conegut. | Recomanat per a produccions de gran quantitat;Bona per a la col·locació de SMD, BGA;El millor per a ajust de premsa i plaques posteriors;No es recomana per a PTH, interruptors de contacte i ús amb màscares pelables |
Taula 2 Una avaluació de les propietats típiques dels acabats superficials de PCB moderns en producció i aplicació
| Producció dels acabats superficials més utilitzats | |||||||||
| Propietats | ENIG | ENEPIG | Or suau | Or dur | Iag | ISn | HASL | HASL-LF | OSP |
| Popularitat | Alt | baix | baix | baix | Mitjana | baix | baix | Alt | Mitjana |
| Cost del procés | Alt (1,3x) | Alt (2,5x) | Màxima (3,5x) | Màxima (3,5x) | Mitjà (1,1x) | Mitjà (1,1x) | Baix (1,0x) | Baix (1,0x) | Més baix (0,8x) |
| Dipòsit | Immersió | Immersió | Electrolític | Electrolític | Immersió | Immersió | Immersió | Immersió | Immersió |
| Vida útil | Llarg | Llarg | Llarg | Llarg | Mitjana | Mitjana | Llarg | Llarg | Curt |
| Conforme a RoHS | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | No | Sí | Sí |
| Coplanaritat de superfície per a SMT | Excel · lent | Excel · lent | Excel · lent | Excel · lent | Excel · lent | Excel · lent | Pobre | Bé | Excel · lent |
| Coure exposat | No | No | No | Sí | No | No | No | No | Sí |
| Manipulació | Normal | Normal | Normal | Normal | Crític | Crític | Normal | Normal | Crític |
| Esforç del procés | Mitjana | Mitjana | Alt | Alt | Mitjana | Mitjana | Mitjana | Mitjana | baix |
| Capacitat de reelaboració | No | No | No | No | Sí | No suggerit | Sí | Sí | Sí |
| Cicles tèrmics obligatoris | múltiples | múltiples | múltiples | múltiples | múltiples | 2-3 | múltiples | múltiples | 2 |
| Problema de bigotis | No | No | No | No | No | Sí | No | No | No |
| Xoc tèrmic (PCB MFG) | baix | baix | baix | baix | Molt fluix | Molt fluix | Alt | Alt | Molt fluix |
| Baixa Resistència / Alta Velocitat | No | No | No | No | Sí | No | No | No | N/A |
| Aplicacions dels acabats superficials més utilitzats | |||||||||
| Aplicacions | ENIG | ENEPIG | Or suau | Or dur | Iag | ISn | HASL | LF-HASL | OSP |
| Rígida | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí |
| Flex | Restringit | Restringit | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí |
| Flex-rígid | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | No preferit |
| To fina | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | No preferit | No preferit | Sí |
| BGA i μBGA | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | No preferit | No preferit | Sí |
| Soldabilitat múltiple | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Restringit |
| Flip Chip | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | No | No | Sí |
| Premeu Fit | Restringit | Restringit | Restringit | Restringit | Sí | Excel · lent | Sí | Sí | Restringit |
| A través del forat | Sí | Sí | Sí | Sí | Sí | No | No | No | No |
| Unió de filferro | Sí (Al) | Sí (Al, Au) | Sí (Al, Au) | Sí (Al) | Variable (Al) | No | No | No | Sí (Al) |
| Mutabilitat de la soldadura | Bé | Bé | Bé | Bé | Molt bé | Bé | Pobre | Pobre | Bé |
| Integritat de la junta de soldadura | Bé | Bé | Pobre | Pobre | Excel · lent | Bé | Bé | Bé | Bé |
La vida útil és un element crític que heu de tenir en compte a l'hora de fer els vostres horaris de fabricació.Vida útilés la finestra operativa que atorga l'acabat per tenir una soldabilitat completa de PCB.És vital assegurar-se que tots els vostres PCB estiguin muntats durant la vida útil.A més del material i el procés que fan els acabats superficials, la vida útil de l'acabat està fortament influenciadaper embalatge i emmagatzematge de PCB.L'aplicació estricta de la metodologia d'emmagatzematge adequada suggerida per les directrius IPC-1601 preservarà la soldabilitat i la fiabilitat dels acabats.
Taula 3 Comparació de la vida útil entre els acabats superficials populars de PCB
|
| VIDA TÍPICA DE SHEL | Vida útil suggerida | Oportunitat de reelaboració |
| HASL-LF | 12 mesos | 12 mesos | SÍ |
| OSP | 3 mesos | 1 Mesos | SÍ |
| ENIG | 12 mesos | 6 mesos | NO* |
| ENEPIG | 6 mesos | 6 mesos | NO* |
| Ni/Au electrolític | 12 mesos | 12 mesos | NO |
| Iag | 6 mesos | 3 mesos | SÍ |
| ISn | 6 mesos | 3 mesos | SÍ** |
* Per als acabats ENIG i ENEPIG hi ha disponible un cicle de reactivació per millorar la humectabilitat de la superfície i la vida útil.
** No es recomana la reelaboració química de l'estany.
esquenaals blocs
Hora de publicació: 16-nov-2022
