पीसीबी सतह फिनिश
| सतह की फिनिश | विशिष्ट मान | देने वाला |
| स्वयंसेवी अग्निशमन विभाग | 0.3~0.55µm, 0.25~0.35µm | एन्थोन |
| शिकोकू रसायन | ||
| सहमत | या: 0.03~0.12um, Ni: 2.5~5um | एटीओ टेक/चुआंग ज़ी |
| चयनात्मक ENIG | या: 0.03~0.12um, Ni: 2.5~5um | एटीओ टेक/चुआंग ज़ी |
| ईनेपिक | Au: 0.05~0.125µm, Pd: 0.05~0.3µm | चुआंग ज़ी |
| इन: 3~10um | ||
| कठोर सोना | एयू: 0.127~1.5um, Ni: न्यूनतम 2.5um | भुगतानकर्ता/ईईजेए |
| नरम सोना | एयू: 0.127~0.5um, Ni: न्यूनतम 2.5um | मछली |
| विसर्जन टिन | न्यूनतम: 1um | एन्थोन / एटीओ तकनीक |
| इमर्शन सिल्वर | 0.127~0.45um | मैकडरमिड |
| सीसा रहित HASL | 1~25um | निहोन सुपीरियर |
हवा में तांबा ऑक्साइड के रूप में मौजूद होने के कारण, यह पीसीबी की सोल्डरिंग क्षमता और विद्युत प्रदर्शन को गंभीर रूप से प्रभावित करता है। इसलिए, पीसीबी की सतह को परिष्कृत करना आवश्यक है। यदि पीसीबी की सतह परिष्कृत नहीं की जाती है, तो सोल्डरिंग में समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं, और गंभीर मामलों में, सोल्डर पैड और घटकों को सोल्डर करना असंभव हो जाता है। पीसीबी सतह परिष्करण से तात्पर्य पीसीबी पर कृत्रिम रूप से एक सतह परत बनाने की प्रक्रिया से है। पीसीबी परिष्करण का उद्देश्य पीसीबी की अच्छी सोल्डरिंग क्षमता और विद्युत प्रदर्शन सुनिश्चित करना है। पीसीबी के लिए सतह परिष्करण के कई प्रकार हैं।
हॉट एयर सोल्डर लेवलिंग (HASL)
यह पीसीबी की सतह पर पिघले हुए टिन लेड सोल्डर को लगाने, गर्म संपीड़ित हवा से उसे समतल करने (ब्लो करने) और तांबे के ऑक्सीकरण के प्रति प्रतिरोधी तथा अच्छी सोल्डरिंग क्षमता प्रदान करने वाली कोटिंग की एक परत बनाने की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया के दौरान, निम्नलिखित महत्वपूर्ण मापदंडों को नियंत्रित करना आवश्यक है: सोल्डरिंग तापमान, गर्म हवा के चाकू का तापमान, गर्म हवा के चाकू का दबाव, सोल्डर में डुबोने का समय, सोल्डर उठाने की गति आदि।
HASL के लाभ
1. भंडारण की अवधि लंबी होती है।
2. पैड की अच्छी नमी और कॉपर का अच्छा आवरण।
3. व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला सीसा रहित (आरओएचएस अनुरूप) प्रकार।
4. परिपक्व तकनीक, कम लागत।
5. दृश्य निरीक्षण और विद्युत परीक्षण के लिए अत्यंत उपयुक्त।
HASL की कमजोरी
1. वायर बॉन्डिंग के लिए उपयुक्त नहीं है।
2. पिघले हुए सोल्डर के प्राकृतिक मेनिस्कस के कारण, समतलता खराब होती है।
3. कैपेसिटिव टच स्विच पर लागू नहीं होता।
4. विशेष रूप से पतले पैनलों के लिए, HASL उपयुक्त नहीं हो सकता है। बाथ का उच्च तापमान सर्किट बोर्ड को विकृत कर सकता है।
2. स्वयंसेवी अग्निशमन विभाग
OSP, ऑर्गेनिक सोल्डरेबिलिटी प्रिजर्वेटिव का संक्षिप्त रूप है, जिसे पर सोल्डर के नाम से भी जाना जाता है। संक्षेप में, OSP एक ऐसा पदार्थ है जिसे कॉपर सोल्डर पैड की सतह पर छिड़का जाता है ताकि कार्बनिक रसायनों से बनी एक सुरक्षात्मक परत बन सके। इस परत में ऑक्सीकरण प्रतिरोध, ऊष्मीय आघात प्रतिरोध और नमी प्रतिरोध जैसे गुण होने चाहिए ताकि सामान्य वातावरण में कॉपर की सतह को जंग लगने (ऑक्सीकरण या वल्कनीकरण आदि) से बचाया जा सके। हालांकि, बाद में उच्च तापमान पर सोल्डरिंग करते समय, इस सुरक्षात्मक परत को फ्लक्स द्वारा आसानी से और तेजी से हटाया जाना चाहिए, ताकि खुली हुई साफ कॉपर की सतह पिघले हुए सोल्डर के साथ तुरंत जुड़कर बहुत कम समय में एक मजबूत सोल्डर जोड़ बना सके। दूसरे शब्दों में, OSP का कार्य कॉपर और हवा के बीच एक अवरोधक के रूप में कार्य करना है।
ओएसपी के फायदे
1. सरल और किफायती; सतह की फिनिशिंग केवल स्प्रे कोटिंग द्वारा की जाती है।
2. सोल्डर पैड की सतह बहुत चिकनी है, जिसकी समतलता ENIG के समान है।
3. सीसा रहित (आरओएचएस मानकों के अनुरूप) और पर्यावरण के अनुकूल।
4. पुन: प्रयोज्य।
ओएसपी की कमजोरी
1. कम गीलापन।
2. फिल्म की पारदर्शी और पतली प्रकृति का अर्थ है कि दृश्य निरीक्षण के माध्यम से गुणवत्ता को मापना और ऑनलाइन परीक्षण करना मुश्किल है।
3. कम सेवा जीवन, भंडारण और रखरखाव के लिए उच्च आवश्यकताएं।
4. प्लेटेड थ्रू होल के लिए अपर्याप्त सुरक्षा।
इमर्शन सिल्वर
चांदी के रासायनिक गुण स्थिर होते हैं। सिल्वर इमर्शन तकनीक से निर्मित पीसीबी उच्च तापमान, नमी और प्रदूषण वाले वातावरण में भी अच्छी विद्युत कार्यक्षमता प्रदान करती है, साथ ही चमक कम होने पर भी इसकी सोल्डरिंग क्षमता अच्छी बनी रहती है। इमर्शन सिल्वर एक विस्थापन अभिक्रिया है जिसमें शुद्ध चांदी की परत सीधे तांबे पर चढ़ाई जाती है। कभी-कभी, वातावरण में मौजूद सल्फाइड के साथ चांदी की प्रतिक्रिया को रोकने के लिए इमर्शन सिल्वर को ओएसपी कोटिंग के साथ मिलाया जाता है।
इमर्शन सिल्वर के फायदे
1. उच्च सोल्डर करने की क्षमता।
2. सतह की अच्छी समतलता।
3. कम लागत और सीसा रहित (आरओएचएस मानकों के अनुरूप)।
4. एल्युमिनियम वायर बॉन्डिंग पर लागू।
इमर्शन सिल्वर की कमजोरी
1. भंडारण की उच्च आवश्यकता और आसानी से प्रदूषित हो जाने की क्षमता।
2. पैकेजिंग से निकालने के बाद असेंबली के लिए सीमित समय मिलता है।
3. विद्युत परीक्षण करना कठिन है।
विसर्जन टिन
क्योंकि सभी सोल्डर टिन आधारित होते हैं, इसलिए टिन की परत किसी भी प्रकार के सोल्डर के साथ मेल खा सकती है। टिन इमर्शन सॉल्यूशन में ऑर्गेनिक एडिटिव्स मिलाने के बाद, टिन की परत की संरचना दानेदार हो जाती है, जिससे टिन व्हिस्कर्स और टिन माइग्रेशन से होने वाली समस्याएं दूर हो जाती हैं, साथ ही इसमें अच्छी थर्मल स्थिरता और सोल्डर करने की क्षमता भी होती है।
इमर्शन टिन प्रक्रिया से समतल कॉपर टिन इंटरमेटैलिक यौगिक बन सकते हैं, जिससे इमर्शन टिन में बिना किसी समतलता या इंटरमेटैलिक यौगिक प्रसार संबंधी समस्याओं के अच्छी सोल्डर करने की क्षमता प्राप्त होती है।
इमर्शन टिन का लाभ
1. क्षैतिज उत्पादन लाइनों के लिए उपयुक्त।
2. यह महीन तार प्रसंस्करण और सीसा रहित सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त है, विशेष रूप से क्रिम्पिंग प्रक्रिया के लिए उपयुक्त है।
3. इसकी समतलता बहुत अच्छी है, जो एसएमटी के लिए उपयुक्त है।
विसर्जन टिन की कमजोरी
1. अधिक भंडारण की आवश्यकता, उंगलियों के निशान का रंग बदल सकता है।
2. टिन के रेशे शॉर्ट सर्किट और सोल्डर जॉइंट की समस्याओं का कारण बन सकते हैं, जिससे शेल्फ लाइफ कम हो सकती है।
3. विद्युत परीक्षण करना कठिन है।
4. इस प्रक्रिया में कैंसरकारक पदार्थ शामिल होते हैं।
सहमत
ENIG (इलेक्ट्रोलेस निकेल इमर्शन गोल्ड) एक व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सतह परिष्करण कोटिंग है जो दो धातु परतों से बनी होती है। इसमें निकेल को सीधे तांबे पर जमा किया जाता है और फिर विस्थापन अभिक्रियाओं के माध्यम से सोने के परमाणुओं को तांबे पर चढ़ाया जाता है। निकेल की आंतरिक परत की मोटाई आमतौर पर 3-6um होती है, और सोने की बाहरी परत की मोटाई आमतौर पर 0.05-0.1um होती है। निकेल सोल्डर और तांबे के बीच एक अवरोधक परत का निर्माण करता है। सोने का कार्य भंडारण के दौरान निकेल के ऑक्सीकरण को रोकना है, जिससे इसकी शेल्फ लाइफ बढ़ जाती है, साथ ही इमर्शन गोल्ड प्रक्रिया से उत्कृष्ट सतह समतलता भी प्राप्त की जा सकती है।
ENIG की प्रक्रिया इस प्रकार है: सफाई --> एचिंग --> उत्प्रेरक --> रासायनिक निकल चढ़ाना --> स्वर्ण जमाव --> सफाई अवशेष
ENIG के लाभ
1. सीसा रहित (RoHS अनुरूप) सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त।
2. उत्कृष्ट सतह चिकनाई।
3. लंबी शेल्फ लाइफ और टिकाऊ सतह।
4. एल्युमीनियम वायर बॉन्डिंग के लिए उपयुक्त।
ENIG की कमजोरी
1. सोने के इस्तेमाल के कारण महंगा।
2. जटिल प्रक्रिया, नियंत्रण करना कठिन।
3. ब्लैक पैड की समस्या आसानी से उत्पन्न हो सकती है।
इलेक्ट्रोलाइटिक निकेल/सोना (कठोर सोना/नरम सोना)
इलेक्ट्रोलाइटिक निकल गोल्ड को "हार्ड गोल्ड" और "सॉफ्ट गोल्ड" में विभाजित किया गया है। हार्ड गोल्ड की शुद्धता कम होती है और इसका उपयोग आमतौर पर गोल्ड फिंगर्स (पीसीबी एज कनेक्टर), पीसीबी कॉन्टैक्ट्स या अन्य घिसाव-प्रतिरोधी क्षेत्रों में किया जाता है। आवश्यकतानुसार गोल्ड की मोटाई भिन्न हो सकती है। सॉफ्ट गोल्ड की शुद्धता अधिक होती है और इसका उपयोग आमतौर पर वायर बॉन्डिंग में किया जाता है।
इलेक्ट्रोलाइटिक निकेल/गोल्ड के लाभ
1. लंबी शेल्फ लाइफ।
2. कॉन्टैक्ट स्विच और वायर बॉन्डिंग के लिए उपयुक्त।
3. कठोर सोना विद्युत परीक्षण के लिए उपयुक्त है।
4. सीसा रहित (आरओएचएस अनुरूप)
इलेक्ट्रोलाइटिक निकेल/सोने की कमजोरी
1. सबसे महंगी सतह फिनिश।
2. सोने की परत चढ़ाने वाली उंगलियों के लिए अतिरिक्त सुचालक तारों की आवश्यकता होती है।
3. सोने की सोल्डरिंग क्षमता कम होती है। सोने की मोटाई के कारण, मोटी परतों को सोल्डर करना अधिक कठिन होता है।
ईनेपिक
इलेक्ट्रोलेस निकेल इलेक्ट्रोलेस पैलेडियम इमर्शन गोल्ड या ENEPIG का उपयोग पीसीबी सतह की फिनिशिंग के लिए तेजी से बढ़ रहा है। ENIG की तुलना में, ENEPIG निकेल और सोने के बीच पैलेडियम की एक अतिरिक्त परत जोड़ता है, जिससे निकेल की परत को जंग से बचाया जा सके और ENIG सतह फिनिशिंग प्रक्रिया में आसानी से बनने वाले काले धब्बों को रोका जा सके। निकेल की परत की मोटाई लगभग 3-6um, पैलेडियम की मोटाई लगभग 0.1-0.5um और सोने की मोटाई 0.02-0.1um होती है। हालांकि सोने की मोटाई ENIG से कम है, फिर भी ENEPIG अधिक महंगा है। हालांकि, पैलेडियम की कीमतों में हाल ही में आई गिरावट ने ENEPIG को अधिक किफायती बना दिया है।
ENEPIG के लाभ
1. इसमें ENIG के सभी फायदे हैं, ब्लैक पैड की समस्या नहीं है।
2. ENIG की तुलना में वायर बॉन्डिंग के लिए अधिक उपयुक्त।
3. जंग लगने का कोई खतरा नहीं है।
4. लंबे समय तक भंडारण योग्य, सीसा रहित (RoHS अनुरूप)
ईएनईपीआईजी की कमजोरी
1. जटिल प्रक्रिया, नियंत्रण करना कठिन।
2. उच्च लागत।
3. यह एक अपेक्षाकृत नई विधि है और अभी तक परिपक्व नहीं हुई है।