Como elixir o acabado de superficie para o seu deseño de PCB
Ⅱ Avaliación e Comparación
Enviou: 16 de novembro de 2022
Categorías: Blogs
Etiquetas: pcb,pcba,montaxe de pcb,fabricación de pcb, acabado de superficie de pcb
Hai moitos consellos sobre o acabado superficial, como que HASL sen chumbo ten problemas para ter unha planitude consistente.O Ni/Au electrolítico é moi caro e se se deposita demasiado ouro na almofada, pode provocar xuntas de soldadura quebradizas.O estaño de inmersión ten unha degradación da soldabilidade despois da exposición a múltiples ciclos de calor, como nun proceso de refluxo de PCBA dos lados superior e inferior, etc. As diferenzas dos acabados de superficie anteriores debían ser claramente conscientes.A seguinte táboa mostra unha avaliación aproximada dos acabados de superficie de placas de circuíto impreso que se aplican con frecuencia.
Táboa 1 Breve descrición do proceso de fabricación, vantaxes e desvantaxes importantes e aplicacións típicas dos acabados de superficies sen chumbo populares de PCB
| Acabado de superficie de PCB | Proceso | Espesor | Vantaxes | Desvantaxes | Aplicacións típicas |
| HASL sen chumbo | As placas de PCB están inmersas nun baño de estaño fundido e despois foron sopladas con coitelos de aire quente para eliminar o exceso de soldadura. | 30 µin (1 µm) -1500 µin (40 µm) | Boa soldabilidade;Amplamente dispoñible;Pódese reparar/reelaborar;Estante longo longo | Superficies irregulares;choque térmico;humectación pobre;ponte de soldadura;PTH enchufados. | Amplamente aplicable;Axeitado para almofadas e espazos máis grandes;Non apto para HDI con paso fino <20 mil (0,5 mm) e BGA;Non é bo para PTH;Non é axeitado para PCB de cobre groso;Normalmente, aplicación: placas de circuítos para probas eléctricas, soldadura manual, algúns produtos electrónicos de alto rendemento, como dispositivos aeroespaciais e militares. |
| OSP | Aplicando químicamente un composto orgánico á superficie das placas formando unha capa metálica orgánica para protexer o cobre exposto da ferruxe. | 46 µin (1,15 µm)-52 µin (1,3 µm) | Baixo coste;As almofadas son uniformes e planas;boa soldabilidade;Pode unirse con outros acabados de superficie;O proceso é sinxelo;Pódese reelaborar (dentro do taller). | Sensible á manipulación;Vida útil curta.Espansión de soldadura moi limitada;Degradación da soldabilidade con temperatura e ciclos elevados;non condutor;Difícil de inspeccionar, sondas TIC, problemas iónicos e de ajuste a presión | Amplamente aplicable;Adecuado para SMT/pasos finos/BGA/componentes pequenos;Servir táboas;Non é bo para os PTH;Non apto para tecnoloxía de prensado |
| ENIG | Un proceso químico que recubre o cobre exposto con níquel e ouro, polo que consiste nunha dobre capa de revestimento metálico. | 2 µin (0,05 µm)– 5 µin (0,125 µm) de ouro sobre 120 µin (3 µm)– 240 µin (6 µm) de níquel | Excelente soldabilidade;As almofadas son planas e uniformes;Flexibilidade do fío de Al;Baixa resistencia de contacto;longa vida útil;Boa resistencia á corrosión e durabilidade | preocupación "Black Pad";Perda de sinal para aplicacións de integridade do sinal;incapaz de reelaborar | Excelente para montaxe de paso fino e colocación de montaxe en superficie complexa (BGA, QFP...);Excelente para varios tipos de soldadura;Preferible para PTH, ajuste a presión;Wire Bondable;Recoméndase para PCB con aplicacións de alta fiabilidade, como consumidores aeroespaciales, militares, médicos e de gama alta, etc.;Non recomendado para Touch Contact Pads. |
| Ni/Au electrolítico (Ouro brando) | 99,99% puro: ouro de 24 quilates aplicado sobre a capa de níquel mediante un proceso electrolítico antes da máscara de soldadura. | Ouro puro 99,99 %, 24 quilates 30 µin (0,8 µm) -50 µin (1,3 µm) sobre 100 µin (2,5 µm) -200 µin (5 µm) de níquel | Superficie dura e duradeira;Gran condutividade;Planitude;Flexibilidade do fío de Al;Baixa resistencia de contacto;Longa vida útil | Caro;Au fragilización se é demasiado espeso;restricións de deseño;Procesamento extra / traballo intenso;Non apto para soldar;O revestimento non é uniforme | Úsase principalmente na unión de fío (Al e Au) en paquetes de chips como COB (Chip on Board) |
| Ni/Au electrolítico (Ouro duro) | 98% puro: ouro de 23 quilates con endurecedores engadidos ao baño de revestimento aplicado sobre a capa de níquel mediante un proceso electrolítico. | Ouro puro 98 %, 23 quilates 30 µin (0,8 µm) -50 µin (1,3 µm) sobre 100 µin (2,5 µm) -150 µin (4 µm) de níquel | Excelente soldabilidade;As almofadas son planas e uniformes;Flexibilidade do fío de Al;Baixa resistencia de contacto;Reelaborable | Deslustre (manexo e almacenamento) a corrosión en ambientes con alto contido de xofre;Opcións de cadea de subministración reducidas para soportar este acabado;Breve ventá de funcionamento entre as fases de montaxe. | Úsase principalmente para interconexión eléctrica, como conectores de borde (dedo de ouro), placas portadoras de IC (PBGA/FCBGA/FCCSP...), teclados, contactos de batería e algunhas almofadas de proba, etc. |
| Inmersión Ag | unha capa de prata deposítase na superficie de cobre mediante un proceso de galvanoplastia sen electrolos despois do grabado pero antes da máscara de soldadura | 5 µin (0,12 µm) -20 µin (0,5 µm) | Excelente soldabilidade;As almofadas son planas e uniformes;Flexibilidade do fío de Al;Baixa resistencia de contacto;Reelaborable | Deslustre (manexo e almacenamento) a corrosión en ambientes con alto contido de xofre;Opcións de cadea de subministración reducidas para soportar este acabado;Breve ventá de funcionamento entre as fases de montaxe. | Alternativa económica a ENIG para Fine Traces e BGA;Ideal para aplicacións de sinais de alta velocidade;Bo para interruptores de membrana, blindaxe EMI e unión de fíos de aluminio;Adecuado para prensar. |
| Inmersión Sn | Nun baño químico sen electro, unha fina capa branca de estaño deposita directamente sobre o cobre das placas de circuíto como barreira para evitar a oxidación. | 25 µin (0,7 µm)-60 µin (1,5 µm) | O mellor para a tecnoloxía Press Fit;Rentable;Planar;Excelente soldabilidade (cando fresco) e fiabilidade;Planitude | Degradación da soldabilidade con temperaturas e ciclos elevados;O estaño exposto na montaxe final pode corroerse;Manexo de problemas;Tin Wiskering;Non apto para PTH;Contén tiourea, un coñecido carcinóxeno. | Recoméndase para producións de gran cantidade;Bo para a colocación de SMD, BGA;O mellor para prensa e backplanes;Non recomendado para PTH, interruptores de contacto e uso con máscaras pelables |
Táboa 2 Unha avaliación das propiedades típicas dos acabados superficiais de PCB modernos na produción e aplicación
| Produción dos acabados de superficie máis utilizados | |||||||||
| Propiedades | ENIG | ENEPIG | Ouro brando | Ouro duro | Iag | ISn | HASL | HASL-LF | OSP |
| Popularidade | Alto | Baixo | Baixo | Baixo | Medio | Baixo | Baixo | Alto | Medio |
| Costo do proceso | Alto (1,3x) | Alto (2,5x) | Máxima (3,5x) | Máxima (3,5x) | Medio (1,1x) | Medio (1,1x) | Baixo (1,0x) | Baixo (1,0x) | Máis baixo (0,8x) |
| Depósito | Inmersión | Inmersión | Electrolítico | Electrolítico | Inmersión | Inmersión | Inmersión | Inmersión | Inmersión |
| Vida útil | Longo | Longo | Longo | Longo | Medio | Medio | Longo | Longo | Curto |
| Conforme RoHS | Si | Si | Si | Si | Si | Si | No | Si | Si |
| Coplanaridade de superficie para SMT | Excelente | Excelente | Excelente | Excelente | Excelente | Excelente | Pobre | Ben | Excelente |
| Cobre exposto | No | No | No | Si | No | No | No | No | Si |
| Manexo | Normal | Normal | Normal | Normal | Crítico | Crítico | Normal | Normal | Crítico |
| Esforzo do proceso | Medio | Medio | Alto | Alto | Medio | Medio | Medio | Medio | Baixo |
| Capacidade de Retraballo | No | No | No | No | Si | Non suxerido | Si | Si | Si |
| Ciclos térmicos necesarios | múltiple | múltiple | múltiple | múltiple | múltiple | 2-3 | múltiple | múltiple | 2 |
| Problema de bigotes | No | No | No | No | No | Si | No | No | No |
| Choque térmico (PCB MFG) | Baixo | Baixo | Baixo | Baixo | Moi baixo | Moi baixo | Alto | Alto | Moi baixo |
| Baixa Resistencia / Alta Velocidade | No | No | No | No | Si | No | No | No | N / A |
| Aplicacións dos acabados de superficie máis comúns | |||||||||
| Aplicacións | ENIG | ENEPIG | Ouro brando | Ouro duro | Iag | ISn | HASL | LF-HASL | OSP |
| Ríxido | Si | Si | Si | Si | Si | Si | Si | Si | Si |
| Dobrar | Restrinxido | Restrinxido | Si | Si | Si | Si | Si | Si | Si |
| Flex-Ríxido | Si | Si | Si | Si | Si | Si | Si | Si | Non preferido |
| Ton fino | Si | Si | Si | Si | Si | Si | Non preferido | Non preferido | Si |
| BGA e μBGA | Si | Si | Si | Si | Si | Si | Non preferido | Non preferido | Si |
| Soldabilidade múltiple | Si | Si | Si | Si | Si | Si | Si | Si | Restrinxido |
| Flip Chip | Si | Si | Si | Si | Si | Si | No | No | Si |
| Preme Fit | Restrinxido | Restrinxido | Restrinxido | Restrinxido | Si | Excelente | Si | Si | Restrinxido |
| Burato pasante | Si | Si | Si | Si | Si | No | No | No | No |
| Unión de fíos | Si (Al) | Si (Al, Au) | Si (Al, Au) | Si (Al) | Variable (Al) | No | No | No | Si (Al) |
| Mollabilidade da soldadura | Ben | Ben | Ben | Ben | Moi ben | Ben | Pobre | Pobre | Ben |
| Integridade da unión de soldadura | Ben | Ben | Pobre | Pobre | Excelente | Ben | Ben | Ben | Ben |
A vida útil é un elemento crítico que debes ter en conta ao elaborar os teus programas de fabricación.Vida útilé a ventá operativa que outorga o acabado para ter unha soldabilidade completa de PCB.É vital asegurarse de que todos os seus PCB estean montados dentro da vida útil.Ademais do material e do proceso que fan os acabados de superficie, a vida útil do acabado está moi influenciadapor embalaxe e almacenamento de PCB.O solicitante rigoroso da metodoloxía de almacenamento adecuada suxerida polas directrices IPC-1601 preservará a soldabilidade e fiabilidade dos acabados.
Táboa 3 Comparación da vida útil entre os acabados superficiais populares de PCB
|
| TÍPICA VIDA DE SHEL | Vida útil recomendada | Oportunidade de reelaborar |
| HASL-LF | 12 meses | 12 meses | SI |
| OSP | 3 meses | 1 Meses | SI |
| ENIG | 12 meses | 6 meses | NON* |
| ENEPIG | 6 meses | 6 meses | NON* |
| Ni/Au electrolítico | 12 meses | 12 meses | NO |
| Iag | 6 meses | 3 meses | SI |
| ISn | 6 meses | 3 meses | SI** |
* Para o acabado ENIG e ENEPIG está dispoñible un ciclo de reactivación para mellorar a humectabilidade da superficie e a vida útil.
** Non se suxire a reelaboración de estaño químico.
De voltaaos Blogs
Hora de publicación: 16-novembro-2022
