Φινίρισμα επιφάνειας PCB
| Φινίρισμα επιφάνειας | Τυπική τιμή | Προμηθευτής |
| Εθελοντική Πυροσβεστική Υπηρεσία | 0,3~0,55μμ, 0,25~0,35μμ | Ενθόνη |
| Σικόκου Χημικό | ||
| ΣΥΜΦΩΝΩ | Ή: 0,03~0,12um, Νι: 2,5~5um | ATO tech/Chuang Zhi |
| Επιλεκτική ENIG | Ή: 0,03~0,12um, Νι: 2,5~5um | ATO tech/Chuang Zhi |
| ΕΝΕΠΙΚΗ | Au: 0,05~0,125um, Pd: 0,05~0,3um, | Τσουάνγκ Τζι |
| Σε: 3~10um | ||
| Σκληρός χρυσός | Au : 0,127~1,5um, Ni : min 2,5um | Πληρωτής/EEJA |
| Μαλακός χρυσός | Au : 0,127~0,5um, Ni : min 2,5um | ΨΑΡΙ |
| Κασσίτερος εμβάπτισης | Ελάχ.: 1um | Τεχνολογία Enthone / ATO |
| Ασημένιο βύθισης | 0,127~0,45 μm | Μακντέρμιδος |
| HASL χωρίς μόλυβδο | 1~25um | Νίχον Σουπίριορ |
Λόγω του γεγονότος ότι ο χαλκός υπάρχει με τη μορφή οξειδίων στον αέρα, επηρεάζει σοβαρά την ικανότητα συγκόλλησης και την ηλεκτρική απόδοση των PCB. Επομένως, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί φινίρισμα της επιφάνειας των PCB. Εάν η επιφάνεια των PCB δεν έχει υποστεί επεξεργασία, είναι εύκολο να προκληθούν προβλήματα συγκόλλησης και, σε σοβαρές περιπτώσεις, τα μαξιλαράκια συγκόλλησης και τα εξαρτήματα δεν μπορούν να συγκολληθούν. Το φινίρισμα επιφάνειας PCB αναφέρεται στη διαδικασία τεχνητού σχηματισμού ενός επιφανειακού στρώματος σε ένα PCB. Ο σκοπός του φινιρίσματος PCB είναι να διασφαλιστεί ότι το PCB έχει καλή ικανότητα συγκόλλησης ή ηλεκτρική απόδοση. Υπάρχουν πολλοί τύποι φινιρίσματος επιφάνειας για PCB.
Επιπέδωση συγκόλλησης θερμού αέρα (HASL)
Πρόκειται για μια διαδικασία εφαρμογής τηγμένου συγκολλητικού υλικού κασσιτέρου-μολύβδου στην επιφάνεια ενός PCB, με την οποία επιπεδώνεται (φυσιέται) με θερμαινόμενο πεπιεσμένο αέρα και σχηματίζεται ένα στρώμα επικάλυψης που είναι ανθεκτικό στην οξείδωση του χαλκού και παρέχει καλή συγκολλησιμότητα. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, είναι απαραίτητο να κατανοήσετε τις ακόλουθες σημαντικές παραμέτρους: θερμοκρασία συγκόλλησης, θερμοκρασία μαχαιριού θερμού αέρα, πίεση μαχαιριού θερμού αέρα, χρόνος βύθισης, ταχύτητα ανύψωσης κ.λπ.
Πλεονέκτημα του HASL
1. Μεγαλύτερος χρόνος αποθήκευσης.
2. Καλή διαβροχή του επιθέματος και κάλυψη χαλκού.
3. Ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος χωρίς μόλυβδο (συμβατός με RoHS).
4. Ώριμη τεχνολογία, χαμηλό κόστος.
5. Πολύ κατάλληλο για οπτική επιθεώρηση και ηλεκτρικές δοκιμές.
Αδυναμία του HASL
1. Δεν είναι κατάλληλο για συγκόλληση καλωδίων.
2. Λόγω του φυσικού μηνίσκου της τηγμένης κολλητικής ουσίας, η επιπεδότητα είναι κακή.
3. Δεν ισχύει για χωρητικούς διακόπτες αφής.
4. Για ιδιαίτερα λεπτά πάνελ, το HASL ενδέχεται να μην είναι κατάλληλο. Η υψηλή θερμοκρασία του λουτρού μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση της πλακέτας κυκλώματος.
2. Εθελοντική Πυροσβεστική Υπηρεσία
Το OSP είναι η συντομογραφία για το Organic Solderability Preservative, γνωστό και ως per solder. Εν ολίγοις, το OSP είναι αυτό που ψεκάζεται στην επιφάνεια των χαλκούχων μαξιλαριών συγκόλλησης για να δημιουργήσει μια προστατευτική μεμβράνη από οργανικές χημικές ουσίες. Αυτή η μεμβράνη πρέπει να έχει ιδιότητες όπως αντοχή στην οξείδωση, αντοχή σε θερμικό σοκ και αντοχή στην υγρασία για να προστατεύει την επιφάνεια του χαλκού από τη σκουριά (οξείδωση ή βουλκανισμός κ.λπ.) σε κανονικά περιβάλλοντα. Ωστόσο, κατά την επακόλουθη συγκόλληση σε υψηλή θερμοκρασία, αυτή η προστατευτική μεμβράνη πρέπει να αφαιρείται εύκολα από τη ροή γρήγορα, έτσι ώστε η εκτεθειμένη καθαρή επιφάνεια του χαλκού να μπορεί να συνδεθεί αμέσως με το λιωμένο συγκολλητικό υλικό για να σχηματίσει μια ισχυρή σύνδεση συγκόλλησης σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Με άλλα λόγια, ο ρόλος του OSP είναι να λειτουργεί ως φράγμα μεταξύ του χαλκού και του αέρα.
Πλεονέκτημα του OSP
1. Απλός και προσιτός. Το φινίρισμα της επιφάνειας είναι μόνο επίστρωση ψεκασμού.
2. Η επιφάνεια του μαξιλαριού συγκόλλησης είναι πολύ λεία, με επιπεδότητα συγκρίσιμη με την ENIG.
3. Χωρίς μόλυβδο (συμβατό με τα πρότυπα RoHS) και φιλικό προς το περιβάλλον.
4. Επαναλειτουργήσιμο.
Αδυναμία του OSP
1. Κακή διαβρεξιμότητα.
2. Η διαυγής και λεπτή φύση της μεμβράνης σημαίνει ότι είναι δύσκολο να μετρηθεί η ποιότητα μέσω οπτικής επιθεώρησης και να διεξαχθούν διαδικτυακές δοκιμές.
3. Μικρή διάρκεια ζωής, υψηλές απαιτήσεις αποθήκευσης και χειρισμού.
4. Κακή προστασία για τις επιμεταλλωμένες διαμπερείς οπές.
Ασημένιο βύθισης
Το ασήμι έχει σταθερές χημικές ιδιότητες. Το PCB που έχει υποστεί επεξεργασία με τεχνολογία εμβάπτισης σε άργυρο μπορεί να παρέχει καλή ηλεκτρική απόδοση ακόμη και όταν εκτίθεται σε υψηλή θερμοκρασία, υγρασία και μολυσμένα περιβάλλοντα, καθώς και να διατηρεί καλή συγκολλησιμότητα ακόμη και αν χάσει τη λάμψη του. Το ασήμι εμβάπτισης είναι μια αντίδραση μετατόπισης όπου ένα στρώμα καθαρού αργύρου εναποτίθεται απευθείας στον χαλκό. Μερικές φορές, το ασήμι εμβάπτισης συνδυάζεται με επιστρώσεις OSP για να αποτρέψει την αντίδραση του αργύρου με σουλφίδια στο περιβάλλον.
Πλεονέκτημα του Immersion Silver
1. Υψηλή συγκολλησιμότητα.
2. Καλή επιπεδότητα επιφάνειας.
3. Χαμηλό κόστος και χωρίς μόλυβδο (συμβατό με τα πρότυπα RoHS).
4. Ισχύει για συγκόλληση καλωδίων Al.
Αδυναμία του Ασημιού Βύθισης
1. Υψηλές απαιτήσεις αποθήκευσης και εύκολος να μολυνθεί.
2. Σύντομος χρόνος συναρμολόγησης μετά την αφαίρεση από τη συσκευασία.
3. Δύσκολη διεξαγωγή ηλεκτρικών δοκιμών.
Κασσίτερος εμβάπτισης
Δεδομένου ότι όλα τα συγκολλητικά υλικά βασίζονται σε κασσίτερο, το στρώμα κασσιτέρου μπορεί να ταιριάξει με οποιοδήποτε τύπο συγκολλητικού υλικού. Μετά την προσθήκη οργανικών προσθέτων στο διάλυμα εμβάπτισης κασσιτέρου, η δομή του στρώματος κασσιτέρου παρουσιάζει μια κοκκώδη δομή, ξεπερνώντας τα προβλήματα που προκαλούνται από τις ίνες κασσιτέρου και τη μετανάστευση κασσιτέρου, ενώ παράλληλα έχει καλή θερμική σταθερότητα και συγκολλησιμότητα.
Η διεργασία εμβάπτισης κασσιτέρου μπορεί να σχηματίσει επίπεδες μεσομεταλλικές ενώσεις χαλκού-κασσιτέρου, ώστε ο εμβαπτιζόμενος κασσίτερος να έχει καλή συγκολλησιμότητα χωρίς προβλήματα επιπεδότητας ή διάχυσης μεσομεταλλικών ενώσεων.
Πλεονέκτημα του κασσίτερου εμβάπτισης
1. Ισχύει για οριζόντιες γραμμές παραγωγής.
2. Εφαρμόσιμος στην επεξεργασία λεπτών καλωδίων και την αμόλυβδη συγκόλληση, ιδιαίτερα εφαρμόσιμος στη διαδικασία πτύχωσης.
3. Η επιπεδότητα είναι πολύ καλή, εφαρμόσιμη σε SMT.
Αδυναμία του κασσίτερου εμβάπτισης
1. Υψηλές απαιτήσεις αποθήκευσης, μπορεί να προκαλέσουν αλλαγή χρώματος στα δακτυλικά αποτυπώματα.
2. Τα μουστάκια κασσίτερου μπορεί να προκαλέσουν βραχυκυκλώματα και προβλήματα στις συγκολλήσεις, μειώνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής.
3. Δύσκολη διεξαγωγή ηλεκτρικών δοκιμών.
4. Η διαδικασία περιλαμβάνει καρκινογόνες ουσίες.
ΣΥΜΦΩΝΩ
Το ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη επίστρωση επιφανειακού φινιρίσματος που αποτελείται από 2 μεταλλικά στρώματα, όπου το νικέλιο εναποτίθεται απευθείας στον χαλκό και στη συνέχεια άτομα χρυσού επιμεταλλώνονται στον χαλκό μέσω αντιδράσεων μετατόπισης. Το πάχος του εσωτερικού στρώματος νικελίου είναι γενικά 3-6 μm και το πάχος εναπόθεσης του εξωτερικού στρώματος χρυσού είναι γενικά 0,05-0,1 μm. Το νικέλιο σχηματίζει ένα στρώμα φραγμού μεταξύ της κολλητικής ουσίας και του χαλκού. Η λειτουργία του χρυσού είναι να αποτρέπει την οξείδωση του νικελίου κατά την αποθήκευση, παρατείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής, αλλά η διαδικασία χρυσού με εμβάπτιση μπορεί επίσης να παράγει εξαιρετική επιπεδότητα επιφάνειας.
Η ροή επεξεργασίας του ENIG είναι: καθαρισμός-->χάραξη-->καταλύτης-->χημική επινικέλωση-->εναπόθεση χρυσού-->υπολείμματα καθαρισμού
Πλεονεκτήματα του ENIG
1. Κατάλληλο για συγκόλληση χωρίς μόλυβδο (συμβατή με RoHS).
2. Άριστη ομαλότητα επιφάνειας.
3. Μακριά διάρκεια ζωής και ανθεκτική επιφάνεια.
4. Κατάλληλο για συγκόλληση καλωδίων Al.
Αδυναμία της ENIG
1. Ακριβό λόγω της χρήσης χρυσού.
2. Πολύπλοκη διαδικασία, δύσκολη στον έλεγχο.
3. Εύκολη δημιουργία φαινομένου μαύρου μαξιλαριού.
Ηλεκτρολυτικό νικέλιο/χρυσός (σκληρός χρυσός/μαλακός χρυσός)
Ο ηλεκτρολυτικός νικελιούχος χρυσός χωρίζεται σε «σκληρό χρυσό» και «μαλακό χρυσό». Ο σκληρός χρυσός έχει χαμηλή καθαρότητα και χρησιμοποιείται συνήθως σε χρυσά δάχτυλα (συνδέσεις ακμών PCB), επαφές PCB ή άλλες περιοχές ανθεκτικές στη φθορά. Το πάχος του χρυσού μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τις απαιτήσεις. Ο μαλακός χρυσός έχει υψηλότερη καθαρότητα και χρησιμοποιείται συνήθως στη συγκόλληση καλωδίων.
Πλεονέκτημα του ηλεκτρολυτικού νικελίου/χρυσού
1. Μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.
2. Κατάλληλο για διακόπτη επαφής και συγκόλληση καλωδίων.
3. Ο σκληρός χρυσός είναι κατάλληλος για ηλεκτρικές δοκιμές.
4. Χωρίς μόλυβδο (συμβατό με RoHS)
Αδυναμία του ηλεκτρολυτικού νικελίου/χρυσού
1. Το πιο ακριβό φινίρισμα επιφάνειας.
2. Η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση χρυσών δακτύλων απαιτεί πρόσθετα αγώγιμα καλώδια.
3. Ο χρυσός έχει κακή συγκολλησιμότητα. Λόγω του πάχους του χρυσού, τα παχύτερα στρώματα είναι πιο δύσκολο να συγκολληθούν.
ΕΝΕΠΙΚΗ
Η ηλεκτρολυτική βαφή νικελίου-ηλεκτρόλυσης παλλαδίου ή ENEPIG χρησιμοποιείται ολοένα και περισσότερο για την επιφανειακή επεξεργασία PCB. Σε σύγκριση με την ENIG, η ENEPIG προσθέτει ένα επιπλέον στρώμα παλλαδίου μεταξύ νικελίου και χρυσού για την περαιτέρω προστασία της στρώσης νικελίου από τη διάβρωση και την αποτροπή της δημιουργίας μαύρων μαξιλαριών που σχηματίζονται εύκολα κατά τη διαδικασία επιφανειακής επεξεργασίας ENIG. Το πάχος εναπόθεσης νικελίου είναι περίπου 3-6 μm, το πάχος του παλλαδίου είναι περίπου 0,1-0,5 μm και το πάχος του χρυσού είναι 0,02-0,1 μm. Αν και το πάχος του χρυσού είναι μικρότερο από την ENIG, η ENEPIG είναι πιο ακριβή. Ωστόσο, η πρόσφατη μείωση του κόστους του παλλαδίου έχει κάνει την τιμή της ENEPIG πιο προσιτή.
Πλεονέκτημα της ENEPIG
1. Έχει όλα τα πλεονεκτήματα του ENIG, χωρίς φαινόμενο μαύρου μαξιλαριού.
2. Καταλληλότερο για συγκόλληση καλωδίων από το ENIG.
3. Κανένας κίνδυνος διάβρωσης.
4. Μακροχρόνιος χρόνος αποθήκευσης, χωρίς μόλυβδο (συμβατό με RoHS)
Αδυναμία της ENEPIG
1. Πολύπλοκη διαδικασία, δύσκολη στον έλεγχο.
2. Υψηλό κόστος.
3. Είναι μια σχετικά νέα μέθοδος και δεν έχει ακόμη ωριμάσει.