Cách chọn độ hoàn thiện bề mặt cho thiết kế PCB của bạn
Ⅱ Đánh giá và so sánh
Đã đăng: Ngày 16 tháng 11 năm 2022
Thể loại: Blog
Thẻ: pcb,pcba,Hội đồng PCB,sản xuất pcb, hoàn thiện bề mặt pcb
Có nhiều lời khuyên về hoàn thiện bề mặt, chẳng hạn như HASL không chì gặp khó khăn trong việc có độ phẳng ổn định.Ni/Au điện phân thực sự đắt tiền và nếu có quá nhiều vàng lắng đọng trên miếng đệm, có thể dẫn đến các mối hàn bị giòn.Thiếc ngâm có khả năng hàn bị suy giảm sau khi tiếp xúc với nhiều chu kỳ nhiệt, chẳng hạn như trong quá trình nung lại PCBA mặt trên và mặt dưới, v.v. Cần phải nhận thức rõ ràng sự khác biệt của các lớp hoàn thiện bề mặt trên.Bảng dưới đây thể hiện đánh giá sơ bộ về độ hoàn thiện bề mặt thường được áp dụng của bảng mạch in.
Bảng 1 Mô tả ngắn gọn về quy trình sản xuất, những ưu và nhược điểm đáng kể và các ứng dụng điển hình của các lớp hoàn thiện bề mặt không chì phổ biến của PCB
Bề mặt hoàn thiện PCB | Quá trình | độ dày | Thuận lợi | Nhược điểm | Các ứng dụng tiêu biểu |
HASL không chì | Các tấm PCB được ngâm trong bể thiếc nóng chảy và sau đó được thổi bằng dao hơi nóng để làm phẳng và loại bỏ chất hàn thừa. | 30µin(1µm) -1500µin(40µm) | Khả năng hàn tốt;Phổ biến rộng rãi;Có thể sửa chữa/làm lại;Kệ dài dài | Bề mặt không bằng phẳng;Sốc nhiệt;Làm ướt kém;Cầu hàn;Đã cắm PTH. | Áp dụng rộng rãi;Thích hợp cho các miếng đệm và khoảng cách lớn hơn;Không phù hợp với HDI có bước nhỏ <20 mil (0,5mm) và BGA;Không tốt cho PTH;Không phù hợp với PCB đồng dày;Điển hình là ứng dụng: Bảng mạch dùng để kiểm tra điện, hàn tay, một số thiết bị điện tử hiệu suất cao như thiết bị hàng không vũ trụ và quân sự. |
OSP | Áp dụng hóa học một hợp chất hữu cơ lên bề mặt bảng tạo thành một lớp kim loại hữu cơ để bảo vệ đồng không bị rỉ sét. | 46µin (1,15µm)-52µin(1,3µm) | Giá thấp;Các miếng đệm đều và phẳng;Khả năng hàn tốt;Có thể kết hợp với các bề mặt hoàn thiện khác;Quá trình rất đơn giản;Có thể làm lại (trong xưởng). | Nhạy cảm với việc xử lý;Tuổi thọ ngắn.Sự lan rộng của mối hàn rất hạn chế;Suy giảm khả năng hàn với nhiệt độ và chu kỳ tăng cao;Không dẫn điện;Khó kiểm tra, thăm dò CNTT, lo ngại về ion và lực ép | Áp dụng rộng rãi;Rất thích hợp cho SMT/cao độ mịn/BGA/các thành phần nhỏ;Phục vụ bảng;Không tốt cho PTH;Không phù hợp với công nghệ uốn |
ENIG | Một quy trình hóa học mạ Niken và Vàng lên phần đồng tiếp xúc, do đó nó bao gồm một lớp phủ kim loại kép. | 2µin (0,05µm)– 5µin (0,125µm) vàng trên 120µin (3µm) – 240µin (6µm) niken | Khả năng hàn tuyệt vời;Các miếng đệm phẳng và đồng đều;Độ uốn cong của dây Al;Điện trở tiếp xúc thấp;thời hạn sử dụng lâu dài;Khả năng chống ăn mòn và độ bền tốt | mối lo ngại về “Pad đen”;Mất tín hiệu cho các ứng dụng đảm bảo tính toàn vẹn của tín hiệu;không thể làm lại | Tuyệt vời để lắp ráp bước cao độ mịn và vị trí gắn trên bề mặt phức tạp (BGA, QFP…);Tuyệt vời cho nhiều loại hàn;Thích hợp cho PTH, bấm vừa vặn;Dây có thể liên kết;Đề xuất cho PCB có ứng dụng có độ tin cậy cao như hàng không vũ trụ, quân sự, y tế và người tiêu dùng cao cấp, v.v.;Không nên dùng cho Touch Contact Pads. |
Điện phân Ni/Au (Vàng mềm) | Nguyên chất 99,99% - Vàng 24 carat được phủ lên lớp niken thông qua quy trình điện phân trước mặt nạ hàn. | 99,99% Vàng nguyên chất, 24 Karat 30µin (0,8µm) -50µin (1,3µm) trên 100µin (2,5µm) -200µin (5µm) Niken | Bề mặt cứng, bền;Độ dẫn điện lớn;Độ phẳng;Độ uốn cong của dây Al;Điện trở tiếp xúc thấp;Thời hạn sử dụng dài | Đắt;Au ôm ấp nếu quá dày;hạn chế về bố cục;Gia công thêm/lao động cường độ cao;Không phù hợp để hàn;Lớp phủ không đồng đều | Chủ yếu được sử dụng trong liên kết dây (Al & Au) trong gói chip như COB (Chip on Board) |
Điện phân Ni/Au (Vàng cứng) | Nguyên chất 98% - Vàng 23 carat với chất làm cứng được thêm vào bể mạ phủ trên lớp niken thông qua quy trình điện phân. | 98% Vàng nguyên chất, 23 Karat30µin(0,8µm) -50µin(1,3µm) trên 100µin(2,5µm) -150µin(4µm) Niken | Khả năng hàn tuyệt vời;Các miếng đệm phẳng và đồng đều;Độ uốn cong của dây Al;Điện trở tiếp xúc thấp;Có thể làm lại | Ăn mòn xỉn màu (xử lý và bảo quản) trong môi trường có hàm lượng lưu huỳnh cao;Giảm các lựa chọn chuỗi cung ứng để hỗ trợ quá trình hoàn thiện này;Cửa sổ hoạt động ngắn giữa các giai đoạn lắp ráp. | Chủ yếu được sử dụng để kết nối điện như đầu nối cạnh (ngón tay vàng), bảng mạch mang IC (PBGA/FCBGA/FCCSP...), Bàn phím, tiếp điểm pin và một số miếng kiểm tra, v.v. |
Ngâm Ag | một lớp Bạc được lắng đọng trên bề mặt đồng thông qua quá trình mạ điện phân sau ăn mòn nhưng trước mặt nạ hàn | 5µin(0,12µm) -20µin(0,5µm) | Khả năng hàn tuyệt vời;Các miếng đệm phẳng và đồng đều;Độ uốn cong của dây Al;Điện trở tiếp xúc thấp;Có thể làm lại | Ăn mòn xỉn màu (xử lý và bảo quản) trong môi trường có hàm lượng lưu huỳnh cao;Giảm các lựa chọn chuỗi cung ứng để hỗ trợ quá trình hoàn thiện này;Cửa sổ hoạt động ngắn giữa các giai đoạn lắp ráp. | Giải pháp thay thế tiết kiệm cho ENIG cho Vết mịn và BGA;Lý tưởng cho ứng dụng tín hiệu tốc độ cao;Tốt cho công tắc màng, che chắn EMI và liên kết dây nhôm;Thích hợp cho báo chí phù hợp. |
Ngâm Sn | Trong bể hóa chất không điện, một lớp Thiếc mỏng màu trắng lắng đọng trực tiếp trên đồng của các bảng mạch như một rào cản tránh quá trình oxy hóa. | 25µin (0,7µm)-60µin(1,5µm) | Tốt nhất cho công nghệ phù hợp với báo chí;Tiết kiệm chi phí;phẳng;Khả năng hàn tuyệt vời (khi còn mới) và độ tin cậy;Độ phẳng | Suy giảm khả năng hàn với nhiệt độ và chu kỳ tăng cao;Thiếc tiếp xúc ở khâu lắp ráp cuối cùng có thể bị ăn mòn;Xử lý các vấn đề;Tin Wiskering;Không phù hợp với PTH;Chứa Thiourea, một chất gây ung thư được biết đến. | Đề xuất cho sản xuất số lượng lớn;Tốt cho vị trí dán SMD, BGA;Tốt nhất cho máy ép và bảng nối đa năng;Không nên dùng cho PTH, công tắc tiếp xúc và sử dụng với mặt nạ có thể bóc được |
Bảng 2 Đánh giá các đặc tính điển hình của Chất hoàn thiện bề mặt PCB hiện đại trong sản xuất và ứng dụng
Sản xuất các bề mặt hoàn thiện được sử dụng phổ biến nhất | |||||||||
Của cải | ENIG | ENEPIG | Vàng mềm | Vàng cứng | IAg | LÀ | HASL | HASL-LF | OSP |
Phổ biến | Cao | Thấp | Thấp | Thấp | Trung bình | Thấp | Thấp | Cao | Trung bình |
Chi phí xử lý | Cao (1,3x) | Cao (2,5 lần) | Cao nhất (3,5x) | Cao nhất (3,5x) | Trung bình (1,1x) | Trung bình (1,1x) | Thấp (1,0x) | Thấp (1,0x) | Thấp nhất (0,8x) |
Tiền gửi | Ngâm | Ngâm | Điện phân | Điện phân | Ngâm | Ngâm | Ngâm | Ngâm | Ngâm |
Hạn sử dụng | Dài | Dài | Dài | Dài | Trung bình | Trung bình | Dài | Dài | Ngắn |
Tuân thủ RoHS | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | No | Đúng | Đúng |
Đồng phẳng bề mặt cho SMT | Xuất sắc | Xuất sắc | Xuất sắc | Xuất sắc | Xuất sắc | Xuất sắc | Nghèo | Tốt | Xuất sắc |
Tiếp xúc với đồng | No | No | No | Đúng | No | No | No | No | Đúng |
Sự điều khiển | Bình thường | Bình thường | Bình thường | Bình thường | Phê bình | Phê bình | Bình thường | Bình thường | Phê bình |
nỗ lực quá trình | Trung bình | Trung bình | Cao | Cao | Trung bình | Trung bình | Trung bình | Trung bình | Thấp |
Công suất làm lại | No | No | No | No | Đúng | Không được đề xuất | Đúng | Đúng | Đúng |
Chu trình nhiệt cần thiết | nhiều | nhiều | nhiều | nhiều | nhiều | 2-3 | nhiều | nhiều | 2 |
Vấn đề về râu | No | No | No | No | No | Đúng | No | No | No |
Sốc nhiệt (PCB MFG) | Thấp | Thấp | Thấp | Thấp | Rất thấp | Rất thấp | Cao | Cao | Rất thấp |
Điện trở thấp / Tốc độ cao | No | No | No | No | Đúng | No | No | No | không áp dụng |
Ứng dụng của các bề mặt hoàn thiện được sử dụng phổ biến nhất | |||||||||
Các ứng dụng | ENIG | ENEPIG | Vàng mềm | Vàng cứng | IAg | LÀ | HASL | LF-HASL | OSP |
Cứng rắn | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng |
Uốn cong | Hạn chế | Hạn chế | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng |
Flex-cứng nhắc | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Không được ưu tiên |
Sân tốt | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Không được ưu tiên | Không được ưu tiên | Đúng |
BGA & μBGA | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Không được ưu tiên | Không được ưu tiên | Đúng |
Nhiều khả năng hàn | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Hạn chế |
chip lật | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | No | No | Đúng |
Nhấn Fit | Hạn chế | Hạn chế | Hạn chế | Hạn chế | Đúng | Xuất sắc | Đúng | Đúng | Hạn chế |
xuyên lỗ | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | Đúng | No | No | No | No |
Sự nối bằng dây dẫn | Có (Al) | Có (Al, Au) | Có (Al, Au) | Có (Al) | Biến (Al) | No | No | No | Có (Al) |
Độ ẩm hàn | Tốt | Tốt | Tốt | Tốt | Rất tốt | Tốt | Nghèo | Nghèo | Tốt |
Tính toàn vẹn của mối hàn | Tốt | Tốt | Nghèo | Nghèo | Xuất sắc | Tốt | Tốt | Tốt | Tốt |
Thời hạn sử dụng là yếu tố quan trọng bạn cần cân nhắc khi lập lịch trình sản xuất.Hạn sử dụnglà cửa sổ hoạt động cho phép hoàn thiện để có khả năng hàn PCB hoàn chỉnh.Điều quan trọng là đảm bảo tất cả PCB của bạn được lắp ráp trong thời hạn sử dụng.Ngoài vật liệu và quy trình hoàn thiện bề mặt, thời hạn sử dụng của lớp hoàn thiện cũng bị ảnh hưởng mạnh mẽ.bằng cách đóng gói và lưu trữ PCB.Việc áp dụng nghiêm ngặt phương pháp lưu trữ phù hợp được đề xuất bởi hướng dẫn IPC-1601 sẽ duy trì khả năng hàn và độ tin cậy của lớp hoàn thiện.
Bảng 3 So sánh thời hạn sử dụng giữa các loại hoàn thiện bề mặt phổ biến của PCB
| CUỘC SỐNG SHEL điển hình | Thời hạn sử dụng được đề xuất | Cơ hội làm lại |
HASL-LF | 12 tháng | 12 tháng | ĐÚNG |
OSP | 3 tháng | 1 tháng | ĐÚNG |
ENIG | 12 tháng | 6 tháng | KHÔNG* |
ENEPIG | 6 tháng | 6 tháng | KHÔNG* |
Điện Ni/Au | 12 tháng | 12 tháng | NO |
IAg | 6 tháng | 3 tháng | ĐÚNG |
LÀ | 6 tháng | 3 tháng | ĐÚNG** |
* Đối với ENIG và ENEPIG hoàn thiện, có sẵn chu trình kích hoạt lại để cải thiện khả năng thấm ướt bề mặt và thời hạn sử dụng.
** Không đề xuất làm lại Thiếc bằng hóa chất.
Mặt sautới blog
Thời gian đăng: 16-11-2022