Як выбраць аздабленне паверхні для дызайну друкаванай платы
Ⅱ Ацэнка і параўнанне
Апублікавана: 16 лістапада 2022 г
Катэгорыі: Блогі
тэгі: друкаваная плата,pcba,зборка друкаванай платы,вытворчасць друкаваных плат, аздабленне паверхні друкаванай платы
Ёсць шмат парад наконт аздаблення паверхні, напрыклад, бессвінцовы HASL мае праблемы з стабільнай роўнасцю.Электралітычны Ni/Au сапраўды дарагі, і калі занадта шмат золата наносіцца на пляцоўку, гэта можа прывесці да далікатнасці паяных злучэнняў.Апускальнае волава пагаршае здольнасць да паяння пасля ўздзеяння некалькіх цыклаў цяпла, напрыклад, у працэсе аплавлення верхняй і ніжняй бакоў PCBA і г.д.. Неабходна дакладна ўсведамляць адрозненні вышэйзгаданай аздаблення паверхні.Табліца ніжэй паказвае прыблізную ацэнку часта ўжывальнай аздаблення паверхні друкаваных поплаткаў.
Табліца 1 Кароткае апісанне вытворчага працэсу, істотныя плюсы і мінусы і тыповыя прымяненні папулярных бессвінцовых аздабленняў паверхні друкаваных плат
| Аздабленне паверхні друкаванай платы | Працэс | Таўшчыня | Перавагі | Недахопы | Тыповыя прымянення |
| HASL без свінцу | Платы друкаванай платы апускаюць у ванну з расплаўленага волава, а затым абдзімаюць нажамі з гарачым паветрам для плоскіх пагладжванняў і выдалення лішкаў прыпоя. | 30 мкцаляў (1 мкм) -1500 мкцаляў (40 мкм) | Добрая паяльнасць;Шырокадаступны;Можна адрамантаваць/перарабіць;Доўгая паліца даўж | Няроўныя паверхні;Тэрмічны ўдар;Дрэннае змочванне;Паяны мост;Падключаныя ПТГ. | Шырокае прымяненне;Падыходзіць для вялікіх пракладак і інтэрвалаў;Не падыходзіць для HDI з дробным крокам <20 mil (0,5 мм) і BGA;Не падыходзіць для ПТГ;Не падыходзіць для тоўстай меднай друкаванай платы;Як правіла, прымяненне: друкаваныя платы для электрычных выпрабаванняў, ручная пайка, некаторая высокапрадукцыйная электроніка, такая як аэракасмічныя і ваенныя прылады. |
| OSP | Хімічнае нанясенне арганічнага злучэння на паверхню дошак, утвараючы арганічны металічны пласт для абароны адкрытай медзі ад іржы. | 46 мкцаляў (1,15 мкм)-52 мкцаляў (1,3 мкм) | Нізкі кошт;Падушачкі аднастайныя і плоскія;Добрая паяльнасць;Можа спалучацца з іншай аздабленнем паверхні;Працэс просты;Можна перапрацаваць (унутры майстэрні). | Адчувальны да звароце;Кароткі тэрмін захоўвання.Вельмі абмежаванае распаўсюджванне прыпоя;Пагаршэнне паяльнасці пры павышэнні тэмпературы і цыклаў;неправодзячы;Цяжка правяраць, праблемы з зондам ІКТ, іённымі і прэсавымі | Шырокае прымяненне;Добра падыходзіць для SMT/дробнага кроку/BGA/малых кампанентаў;Дошкі для падачы;Не падыходзіць для ПТГ;Не падыходзіць для абціскных тэхналогій |
| ENIG | Хімічны працэс, які наносіць на аголеную медзь нікель і золата, таму яна складаецца з падвойнага пласта металічнага пакрыцця. | 2 мкдзюйма (0,05 мкм)– 5 мкдзюйма (0,125 мкм) золата над 120 мкдзюйма (3 мкм)– 240 мкдзюйма (6 мкм) нікеля | Выдатная паяльнасць;Падушачкі плоскія і аднастайныя;Гнутасць альцянінавай дроту;Нізкі кантактны супраціў;Доўгі тэрмін захоўвання;Добрая ўстойлівасць да карозіі і даўгавечнасць | Канцэрн “Чорная калодка”;Страта сігналу для прыкладанняў цэласнасці сігналу;немагчыма перарабіць | Выдатна падыходзіць для зборкі дробнага кроку і складанага павярхоўнага мантажу (BGA, QFP…);Выдатна падыходзіць для некалькіх тыпаў паяння;Пераважней для ПТГ, прыцісканне;Дрот Bondable;Рэкамендуецца для друкаваных плат з высокай надзейнасцю, такіх як аэракасмічныя, ваенныя, медыцынскія і высокакласныя спажыўцы і г.д.;Не рэкамендуецца для сэнсарных кантактных пляцовак. |
| Электралітычны Ni/Au (мяккае золата) | 99,99% чысціні - 24-каратнае золата, нанесенае на пласт нікеля з дапамогай электралітычнага працэсу перад маскай для прыпоя. | 99,99% чыстага золата, 24 карата 30 мкцаляў (0,8 мкм) -50 мкцаляў (1,3 мкм) больш за 100 мкцаляў (2,5 мкм) -200 мкцаляў (5 мкм) нікеля | Цвёрдая, трывалая паверхню;Вялікая праводнасць;Плоскасць;Гнутасць альцянінавай дроту;Нізкі кантактны супраціў;Доўгі тэрмін захоўвання | дорага;Au далікатнасць, калі занадта тоўсты;Абмежаванні макета;Дадатковая апрацоўка / працаёмкая;Не падыходзіць для паяння;Пакрыццё не аднастайнае | У асноўным выкарыстоўваецца для злучэння правадоў (Al і Au) у пакетах мікрасхем, такіх як COB (Chip on Board) |
| Электралітычны Ni/Au (цвёрдае золата) | Чыстая 98 % – 23-каратнае золата з ацвярджальнікамі, дададзенымі ў ванну для пакрыцця, нанесеную на пласт нікеля з дапамогай электралітычнага працэсу. | 98% чыстага золата, 23 карата30 мкцаляў (0,8 мкм) -50 мкцаляў (1,3 мкм) больш за 100 мкцаляў (2,5 мкм) -150 мкцаляў (4 мкм) нікеля | Выдатная паяльнасць;Падушачкі плоскія і аднастайныя;Гнутасць альцянінавай дроту;Нізкі кантактны супраціў;Падлягае перапрацоўцы | Карозія пацямнення (пры апрацоўцы і захоўванні) у асяроддзі з высокім утрыманнем серы;Скарачэнне варыянтаў ланцужкоў паставак для падтрымкі гэтай аздаблення;Кароткае працоўнае акно паміж этапамі зборкі. | У асноўным выкарыстоўваецца для электрычных узаемасувязяў, такіх як краявыя раздымы (залаты палец), платы-носьбіты мікрасхем (PBGA/FCBGA/FCCSP...), клавіятуры, кантакты акумулятара і некаторыя тэставыя панэлі і г.д. |
| Апусканне Ag | Пласт срэбра наносіцца на паверхню медзі праз працэс безэлектролітычнага пакрыцця пасля тручэння, але перад маскай для паяння | 5 мкцаляў (0,12 мкм) -20 мкцаляў (0,5 мкм) | Выдатная паяльнасць;Падушачкі плоскія і аднастайныя;Гнутасць альцянінавай дроту;Нізкі кантактны супраціў;Падлягае перапрацоўцы | Карозія пацямнення (пры апрацоўцы і захоўванні) у асяроддзі з высокім утрыманнем серы;Скарачэнне варыянтаў ланцужкоў паставак для падтрымкі гэтай аздаблення;Кароткае працоўнае акно паміж этапамі зборкі. | Эканамічная альтэрнатыва ENIG для тонкіх слядоў і BGA;Ідэальна падыходзіць для прымянення высакахуткасных сігналаў;Добра падыходзіць для мембранных выключальнікаў, экранавання ад электрамагнітных перашкод і злучэння алюмініевага дроту;Падыходзіць для прыціскання. |
| Апусканне Сн | У неэлектрычнай хімічнай ванне белы тонкі пласт волава асядае непасрэдна на медзі друкаваных поплаткаў у якасці бар'ера для прадухілення акіслення. | 25 мкцаляў (0,7 мкм)-60 мкцаляў (1,5 мкм) | Лепш за ўсё падыходзіць для тэхналогіі прыціскання;Эканамічна эфектыўны;Плоскасны;Выдатная паяльнасць (у свежым выглядзе) і надзейнасць;Пляскатасць | Пагаршэнне здольнасці да паяння з павышанымі тэмпературамі і цыкламі;Аголенае волава пры канчатковай зборцы можа падвяргацца карозіі;Апрацоўка пытанняў;Волава Wiskering;Не падыходзіць для ПТГ;Змяшчае тиомочевину, вядомы канцероген. | Рэкамендуецца для вытворчасці вялікіх аб'ёмаў;Добра падыходзіць для размяшчэння SMD, BGA;Лепш за ўсё падыходзіць для прэсавай пасадкі і задняй платы;Не рэкамендуецца для ПТГ, кантактных выключальнікаў і выкарыстання з маскамі, якія здымаюцца |
Табліца 2. Ацэнка тыповых уласцівасцей сучаснай аздаблення паверхні друкаваных плат пры вытворчасці і ўжыванні
| Вытворчасць найбольш часта выкарыстоўваюцца аздаблення паверхні | |||||||||
| Уласцівасці | ENIG | ЭНЕПІГ | Мяккае золата | Цвёрдае золата | IAg | ISn | HASL | HASL- LF | OSP |
| Папулярнасць | Высокі | Нізкі | Нізкі | Нізкі | Сярэдні | Нізкі | Нізкі | Высокі | Сярэдні |
| Кошт працэсу | Высокі (1,3x) | Высокі (2,5x) | Самы высокі (3,5x) | Самы высокі (3,5x) | Сярэдні (1,1x) | Сярэдні (1,1x) | Нізкі (1,0x) | Нізкі (1,0x) | Самы нізкі (0,8x) |
| Дэпазіт | Апусканне ў ваду | Апусканне ў ваду | Электралітычная | Электралітычная | Апусканне ў ваду | Апусканне ў ваду | Апусканне ў ваду | Апусканне ў ваду | Апусканне ў ваду |
| Тэрмін прыдатнасці | Доўгі | Доўгі | Доўгі | Доўгі | Сярэдні | Сярэдні | Доўгі | Доўгі | Кароткі |
| Сумяшчальны з RoHS | так | так | так | так | так | так | No | так | так |
| Копланарность паверхні для SMT | Выдатна | Выдатна | Выдатна | Выдатна | Выдатна | Выдатна | Бедны | Добра | Выдатна |
| Аголеная медзь | No | No | No | так | No | No | No | No | так |
| Апрацоўка | Нармальны | Нармальны | Нармальны | Нармальны | Крытычны | Крытычны | Нармальны | Нармальны | Крытычны |
| Высілак працэсу | Сярэдні | Сярэдні | Высокі | Высокі | Сярэдні | Сярэдні | Сярэдні | Сярэдні | Нізкі |
| Ёмістасць перапрацоўкі | No | No | No | No | так | Не прапанавана | так | так | так |
| Неабходныя цеплавыя цыклы | множны | множны | множны | множны | множны | 2-3 | множны | множны | 2 |
| Праблема з вусамі | No | No | No | No | No | так | No | No | No |
| Цеплавы ўдар (PCB MFG) | Нізкі | Нізкі | Нізкі | Нізкі | Вельмі нізкі | Вельмі нізкі | Высокі | Высокі | Вельмі нізкі |
| Нізкі супраціў / высокая хуткасць | No | No | No | No | так | No | No | No | Н/Д |
| Прымяненне найбольш часта выкарыстоўваюцца аздаблення паверхні | |||||||||
| Прыкладанні | ENIG | ЭНЕПІГ | Мяккае золата | Цвёрдае золата | IAg | ISn | HASL | LF-HASL | OSP |
| Жорсткая | так | так | так | так | так | так | так | так | так |
| Флекс | Абмежаваны | Абмежаваны | так | так | так | так | так | так | так |
| Flex-Rigid | так | так | так | так | так | так | так | так | Не пажадана |
| Выдатны тон | так | так | так | так | так | так | Не пажадана | Не пажадана | так |
| BGA і μBGA | так | так | так | так | так | так | Не пажадана | Не пажадана | так |
| Шматразовая пайка | так | так | так | так | так | так | так | так | Абмежаваны |
| Фліп-чып | так | так | так | так | так | так | No | No | так |
| Націсніце Fit | Абмежаваны | Абмежаваны | Абмежаваны | Абмежаваны | так | Выдатна | так | так | Абмежаваны |
| Скразная адтуліна | так | так | так | так | так | No | No | No | No |
| Склейванне дроту | Так (Ал) | Так (Al, Au) | Так (Al, Au) | Так (Ал) | Пераменная (Al) | No | No | No | Так (Ал) |
| Змочвальнасць прыпоя | Добра | Добра | Добра | Добра | Вельмі добра | Добра | Бедны | Бедны | Добра |
| Цэласнасць паянага злучэння | Добра | Добра | Бедны | Бедны | Выдатна | Добра | Добра | Добра | Добра |
Тэрмін захоўвання з'яўляецца найважнейшым элементам, які вы павінны ўлічваць пры раскладзе вытворчасці.Тэрмін прыдатнасцігэта аператыўнае акно, якое забяспечвае аздабленне поўнай зварваемасці друкаванай платы.Вельмі важна пераканацца, што ўсе вашы друкаваныя платы сабраны ў межах тэрміну прыдатнасці.У дадатак да матэрыялу і працэсу, якія вырабляюць аздабленне паверхні, моцна ўплывае тэрмін прыдатнасці аздабленняшляхам упакоўкі і захоўвання ПХБ.Строгае захаванне правільнай метадалогіі захоўвання, прапанаванай рэкамендацыямі IPC-1601, захавае здольнасць да зварвання і надзейнасць аздаблення.
Табліца 3. Параўнанне тэрмінаў прыдатнасці сярод папулярных аздаблення паверхні друкаванай платы
|
| Тыповы ТЭРМІН ГАДАВАННЯ | Прапанаваны тэрмін прыдатнасці | Шанец пераробкі |
| HASL-LF | 12 месяцаў | 12 месяцаў | ТАК |
| OSP | 3 месяцы | 1 месяц | ТАК |
| ENIG | 12 месяцаў | 6 месяцаў | НЕ* |
| ЭНЕПІГ | 6 месяцаў | 6 месяцаў | НЕ* |
| Электралітычны Ni/Au | 12 месяцаў | 12 месяцаў | NO |
| IAg | 6 месяцаў | 3 месяцы | ТАК |
| ISn | 6 месяцаў | 3 месяцы | ТАК** |
* Для ENIG і ENEPIG даступны цыкл рэактывацыі для паляпшэння змочваемасці паверхні і тэрміну захоўвання.
** Перапрацоўка хімічнага волава не рэкамендуецца.
Назаду блогі
Час публікацыі: 16 лістапада 2022 г
