Lapisan Permukaan PCB
| Lapisan Permukaan | Nilai Khas | Pemasok |
| Departemen Pemadam Kebakaran Sukarelawan | 0,3~0,55µm, 0,25~0,35µm | Enthone |
| Kimia Shikoku | ||
| SETUJU | Atau: 0,03~0,12um, Ni: 2,5~5um | Teknologi ATO/Chuang Zhi |
| ENIG Selektif | Atau: 0,03~0,12um, Ni: 2,5~5um | Teknologi ATO/Chuang Zhi |
| ENEPIC | Au: 0,05~0,125µm, Pd: 0,05~0,3µm | Chuang Zhi |
| Dalam: 3~10um | ||
| Emas Keras | Au : 0,127~1,5um , Ni : minimal 2,5um | Pembayar/EEJA |
| Emas Lembut | Au : 0,127~0,5um , Ni : minimal 2,5um | IKAN |
| Timah Celup | Min: 1um | Enthone / ATO tech |
| Perak Celup | 0.127~0.45um | Macdermid |
| HASL bebas timbal | 1~25um | Nihon Superior |
Karena tembaga terdapat dalam bentuk oksida di udara, hal ini sangat memengaruhi kemampuan penyolderan dan kinerja listrik PCB. Oleh karena itu, perlu dilakukan pelapisan permukaan PCB. Jika permukaan PCB tidak dilapisi, mudah menyebabkan masalah penyolderan virtual, dan dalam kasus yang parah, bantalan solder dan komponen tidak dapat disolder. Pelapisan permukaan PCB mengacu pada proses pembentukan lapisan permukaan secara buatan pada PCB. Tujuan pelapisan PCB adalah untuk memastikan bahwa PCB memiliki kemampuan penyolderan atau kinerja listrik yang baik. Ada banyak jenis pelapisan permukaan untuk PCB.
Penyetelan Rata Udara Panas (HASL)
Ini adalah proses pengaplikasian timah cair pada permukaan PCB, meratakannya (meniupnya) dengan udara bertekanan panas, dan membentuk lapisan pelapis yang tahan terhadap oksidasi tembaga dan memberikan kemampuan penyolderan yang baik. Selama proses ini, perlu untuk menguasai parameter penting berikut: suhu penyolderan, suhu pisau udara panas, tekanan pisau udara panas, waktu perendaman, kecepatan pengangkatan, dll.
Keunggulan HASL
1. Waktu penyimpanan lebih lama.
2. Pembasahan bantalan yang baik dan cakupan tembaga yang optimal.
3. Jenis bebas timbal (sesuai RoHS) yang banyak digunakan.
4. Teknologi matang, biaya rendah.
5. Sangat cocok untuk inspeksi visual dan pengujian listrik.
Kelemahan HASL
1. Tidak cocok untuk pengikatan kawat (wire bonding).
2. Karena adanya meniskus alami pada timah solder cair, kerataannya kurang baik.
3. Tidak berlaku untuk sakelar sentuh kapasitif.
4. Untuk panel yang sangat tipis, HASL mungkin tidak cocok. Suhu bak yang tinggi dapat menyebabkan papan sirkuit melengkung.
2. Departemen Pemadam Kebakaran Sukarelawan
OSP adalah singkatan dari Organic Solderability Preservative, juga dikenal sebagai per solder. Singkatnya, OSP disemprotkan ke permukaan bantalan solder tembaga untuk memberikan lapisan pelindung yang terbuat dari bahan kimia organik. Lapisan ini harus memiliki sifat-sifat seperti ketahanan terhadap oksidasi, ketahanan terhadap guncangan termal, dan ketahanan terhadap kelembapan untuk melindungi permukaan tembaga dari karat (oksidasi atau vulkanisasi, dll.) dalam lingkungan normal. Namun, dalam proses penyolderan suhu tinggi selanjutnya, lapisan pelindung ini harus mudah dihilangkan dengan cepat oleh fluks, sehingga permukaan tembaga yang bersih dan terpapar dapat segera berikatan dengan solder yang meleleh untuk membentuk sambungan solder yang kuat dalam waktu yang sangat singkat. Dengan kata lain, peran OSP adalah bertindak sebagai penghalang antara tembaga dan udara.
Keuntungan OSP
1. Sederhana dan terjangkau; Lapisan permukaannya hanya berupa lapisan semprot.
2. Permukaan bantalan solder sangat halus, dengan kerataan yang sebanding dengan ENIG.
3. Bebas timbal (sesuai dengan standar RoHS) dan ramah lingkungan.
4. Dapat dikerjakan ulang.
Kelemahan OSP
1. Daya basah yang buruk.
2. Sifat film yang transparan dan tipis menyulitkan pengukuran kualitas melalui inspeksi visual dan pengujian daring.
3. Masa pakai singkat, persyaratan penyimpanan dan penanganan yang tinggi.
4. Perlindungan yang buruk untuk lubang tembus berlapis.
Perak Celup
Perak memiliki sifat kimia yang stabil. PCB yang diproses dengan teknologi perendaman perak masih dapat memberikan kinerja listrik yang baik bahkan ketika terpapar suhu tinggi, lingkungan lembap dan tercemar, serta mempertahankan kemampuan penyolderan yang baik meskipun mungkin kehilangan kilaunya. Perendaman perak adalah reaksi perpindahan di mana lapisan perak murni diendapkan langsung pada tembaga. Terkadang, perendaman perak dikombinasikan dengan lapisan OSP untuk mencegah perak bereaksi dengan sulfida di lingkungan.
Keunggulan Perak Celup
1. Kemampuan penyolderan yang tinggi.
2. Permukaan yang rata.
3. Biaya rendah dan bebas timbal (sesuai dengan standar RoHS).
4. Berlaku untuk pengikatan kawat Al.
Kelemahan Perak Celup
1. Membutuhkan penyimpanan yang tinggi dan mudah tercemar.
2. Waktu perakitan yang singkat setelah dikeluarkan dari kemasan.
3. Sulit untuk melakukan pengujian listrik.
Timah Celup
Karena semua timah solder berbahan dasar timah, lapisan timah dapat disesuaikan dengan semua jenis timah solder. Setelah menambahkan aditif organik ke dalam larutan perendaman timah, struktur lapisan timah menunjukkan struktur granular, mengatasi masalah yang disebabkan oleh kumis timah dan migrasi timah, sekaligus memiliki stabilitas termal dan kemampuan penyolderan yang baik.
Proses pencelupan timah dapat membentuk senyawa intermetalik tembaga timah pipih sehingga timah celup memiliki kemampuan penyolderan yang baik tanpa masalah kerataan atau difusi senyawa intermetalik.
Keunggulan Timah Celup
1. Berlaku untuk jalur produksi horizontal.
2. Cocok untuk pemrosesan kawat halus dan penyolderan bebas timbal, terutama untuk proses pengkrimpingan.
3. Kerataannya sangat baik, cocok untuk SMT.
Kelemahan Timah Celup
1. Membutuhkan penyimpanan yang tinggi, dapat menyebabkan sidik jari berubah warna.
2. Kumis timah dapat menyebabkan korsleting dan masalah sambungan solder, sehingga memperpendek umur simpan produk.
3. Sulit untuk melakukan pengujian listrik.
4. Proses tersebut melibatkan zat karsinogen.
SETUJU
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) adalah lapisan akhir permukaan yang banyak digunakan, terdiri dari 2 lapisan logam, di mana nikel diendapkan langsung pada tembaga dan kemudian atom emas dilapisi pada tembaga melalui reaksi perpindahan. Ketebalan lapisan dalam nikel umumnya 3-6 µm, dan ketebalan pengendapan lapisan luar emas umumnya 0,05-0,1 µm. Nikel membentuk lapisan penghalang antara solder dan tembaga. Fungsi emas adalah untuk mencegah oksidasi nikel selama penyimpanan, sehingga memperpanjang umur simpan, tetapi proses pelapisan emas juga dapat menghasilkan kerataan permukaan yang sangat baik.
Alur proses ENIG adalah: pembersihan-->etsa-->katalis-->pelapisan nikel kimia-->deposisi emas-->sisa pembersihan
Keunggulan ENIG
1. Cocok untuk penyolderan bebas timbal (sesuai RoHS).
2. Permukaan yang sangat halus.
3. Masa simpan yang panjang dan permukaan yang tahan lama.
4. Cocok untuk pengikatan kawat Al.
Kelemahan ENIG
1. Mahal karena menggunakan emas.
2. Proses yang kompleks, sulit dikendalikan.
3. Mudah menimbulkan fenomena bantalan hitam.
Nikel/Emas Elektrolitik (emas keras/emas lunak)
Nikel emas elektrolitik dibagi menjadi "emas keras" dan "emas lunak". Emas keras memiliki kemurnian rendah dan umumnya digunakan pada konektor tepi PCB (gold finger), kontak PCB, atau area tahan aus lainnya. Ketebalan emas dapat bervariasi sesuai kebutuhan. Emas lunak memiliki kemurnian lebih tinggi dan umumnya digunakan dalam pengikatan kawat (wire bonding).
Keunggulan Nikel/Emas Elektrolitik
1. Masa simpan lebih lama.
2. Cocok untuk sakelar kontak dan pengikatan kawat.
3. Emas keras cocok untuk pengujian listrik.
4. Bebas timbal (sesuai RoHS)
Kelemahan Nikel/Emas Elektrolitik
1. Lapisan permukaan paling mahal.
2. Proses pelapisan emas pada jari-jari memerlukan kabel konduktif tambahan.
3. Emas memiliki kemampuan penyolderan yang buruk. Karena ketebalan emas, lapisan yang lebih tebal lebih sulit untuk disolder.
ENEPIC
Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold atau ENEPIG semakin banyak digunakan untuk lapisan permukaan PCB. Dibandingkan dengan ENIG, ENEPIG menambahkan lapisan palladium ekstra di antara nikel dan emas untuk lebih melindungi lapisan nikel dari korosi dan mencegah terbentuknya bercak hitam yang mudah terbentuk dalam proses pelapisan permukaan ENIG. Ketebalan pengendapan nikel sekitar 3-6 µm, ketebalan palladium sekitar 0,1-0,5 µm, dan ketebalan emas 0,02-0,1 µm. Meskipun ketebalan emas lebih kecil daripada ENIG, ENEPIG lebih mahal. Namun, penurunan harga palladium baru-baru ini telah membuat harga ENEPIG lebih terjangkau.
Keunggulan ENEPIG
1. Memiliki semua keunggulan ENIG, tidak ada fenomena bantalan hitam.
2. Lebih cocok untuk wire bonding daripada ENIG.
3. Tidak ada risiko korosi.
4. Waktu penyimpanan lama, bebas timbal (sesuai RoHS)
Kelemahan ENEPIG
1. Proses yang kompleks, sulit dikendalikan.
2. Biaya tinggi.
3. Ini adalah metode yang relatif baru dan belum matang.