PCB-Neuigkeiten - Forschung und Vorschlag des bleifreien PCB Oberflächenbehandlungsprozesses für PCB Proofing

PCB Proofing war schon immer, Das Hauptanliegen des Prüfingenieurs ist es sicherzustellen, dass er über ein effektives Prüfprogramm verfügt, Das Programm kann in der Produktion gut ausgeführt werden. "In-Circuit Test (ICT)" is still a very effective method of detecting manufacturing defects. Fortschrittlichere IKT-Systeme können auch einen tatsächlichen Wert zur Konfiguration der Testfunktion hinzufügen, indem Methoden zur Programmierung von Flash-Speicher bereitgestellt werden, PLD, FPGA und EEPROM während der Prüfung. Das Agilent 3070 System ist Marktführer im ICT Bereich.
Jetzt spielt IKT immer noch eine wichtige Rolle in der Leiterplattenherstellung und Prüfverfahren von Leiterplattenmontage((PKA)), aber welche Auswirkungen wird das Streben der Menschen nach bleifreier Leiterplatte auf die IKT-Bühne haben?

Die Förderung der bleifreien Löttechnologie hat zu einer Menge Forschung über PCB-Oberflächenbehandlungstechnologie geführt. Diese Studien basieren hauptsächlich auf der technischen Leistung im PCB-Konstruktionsprozess. Der Einfluss verschiedener PCB-Oberflächenbehandlungstechnologien auf die Testphase wird meist ignoriert, oder nur auf den Kontaktwiderstand fokussieren. In diesem Bericht werden die in der IKT beobachteten Auswirkungen und die Notwendigkeit vorgestellt, auf diese Veränderungen zu reagieren und diese zu verstehen..
Erfahrung in der Oberflächenbehandlung von Leiterplatten, und Ausbildung von Ingenieuren für die Realisierung von IKT Leiterplattenproduktion Prozessänderungen. Dieser Artikel wird über die Oberflächenbehandlung von bleifreier Leiterplatte sprechen, insbesondere in der IKT-Phase des Herstellungsprozesses, und zeigen, dass der erfolgreiche Test der bleifreien Oberflächenbehandlung auch vom vorteilhaften Beitrag des PCB-Konstruktionsprozesses abhängt.
Ein erfolgreicher ICT-Test hängt immer mit den physikalischen Eigenschaften der Kontaktpunkte zwischen den Testsonden der Nadelbettbefestigung und den Testpads auf der Leiterplatte zusammen.. Wenn eine sehr scharfe Sonde einen gelöteten Prüfpunkt berührt, Der Kontaktdruck der Sonde ist viel höher als die Streckgrenze des Lots. Als das Löt Dellen, Die Sonde dringt in alle Verunreinigungen auf der Oberfläche des Prüffeldes ein. Das nicht verunreinigte Lot unten ist jetzt in Kontakt mit der Sonde, um einen guten Kontakt mit dem Prüfpunkt zu erreichen. Die Eindringtiefe der Sonde ist eine direkte Funktion der Streckgrenze des Zielmaterials. Je tiefer die Sonde eindringt, je besser der Kontakt.
An 8-ounce (oz) probe can apply a contact pressure of 26,000 bis 160,000 psi (pounds per square inch), je nach Flächendurchmesser. Weil die Streckgrenze des Lots etwa 5 beträgt,000 psi, Der Kontakt der Sonde ist für dieses relativ weiche Lot besser.
PCB proofing surface treatment process selection
Before we understand the cause and effect, Es ist sehr wichtig zu beschreiben, welche Arten von PCB-Oberflächenbehandlungsverfahren verfügbar sind und was diese Typen bieten können. All printed circuit boards (PCBs) have a copper layer on the board. Wenn die Kupferschicht nicht geschützt ist, es wird oxidiert und beschädigt. Es stehen viele verschiedene Schutzschichten zur Verfügung, the most common ones are hot air solder leveling (HASL), organic solder protection (OSP), electroless nickel-gold immersion (ENIG), Silber-Eintauchen, und Zinn-Eintauchen.
Hot air solder leveling (HASL)
PCB proofing HASL is the main Bleied surface treatment process used in the industry. Der Prozess wird durch Eintauchen der Leiterplatte in eine Blei-Zinn-Legierung gebildet, und das überschüssige Lot wird mit einem "Luftmesser" entfernt. Das sogenannte Luftmesser ist heiße Luft, die auf die Oberfläche des Brettes bläst. Für das PCA-Verfahren, HASL hat viele Vorteile: es ist die billigste Leiterplatte, und die Oberflächenschicht kann nach mehrfachem Reflow-Löten gelötet werden, Reinigung und Lagerung. Für IKT, HASL bietet auch ein Verfahren zum automatischen Abdecken von Testpads und Durchkontaktierungen mit Lot. Allerdings, im Vergleich zu den bestehenden alternativen Methoden, die Ebenheit oder Koplanarität der HASL-Oberfläche ist schlecht. Jetzt gibt es einige bleifreie HASL alternative Verfahren, Die aufgrund der natürlichen Ersatzeigenschaften von HASL immer beliebter werden. Seit vielen Jahren, HASL wurde mit guten Ergebnissen angewendet, aber mit dem Aufkommen von "umweltfreundlichen" grünen Prozessanforderungen, die Existenz dieses Prozesses ist nummeriert. Zusätzlich zum bleifreien Problem, Zunehmende Plattenkomplexität und feinere Tonhöhe haben viele Einschränkungen des HASL-Prozesses aufgedeckt.
Vorteile: PCB Proofing Oberflächentechnik, Erhaltung der Lötbarkeit während des gesamten Herstellungsprozesses, und hat keine negativen Auswirkungen auf IKT.
Nachteile: In der Regel werden bleihaltige Verfahren eingesetzt. Bleihaltige Prozesse sind nun eingeschränkt und werden schließlich bis 2007 beseitigt werden. For fine pin pitch (<0.64mm), Es kann Lötbrücken und Dickenprobleme verursachen. Die unebene Oberfläche kann Koplanaritätsprobleme im Montageprozess verursachen.
PCB proofing organic solder protector
Organic Solder Protector (OSP) is used to produce a thin, Einheitliche Schutzschicht auf der Kupferoberfläche der Leiterplatte. Diese Beschichtung schützt den Kreislauf vor Oxidation bei Lagerung und Montage. Dieser Prozess gibt es schon lange, Aber erst seit kurzem hat es an Popularität gewonnen, da bleifreie Technologie und Feintonlösungen gesucht werden.
In Bezug auf Koplanarität und Lötbarkeit, OSP hat eine bessere Leistung in der PCA-Montage als HASL, erfordert jedoch erhebliche Prozessänderungen hinsichtlich der Art des Flusses und der Anzahl der thermischen Zyklen. Aufgrund seiner sauren Eigenschaften reduziert OSP-Leistung und macht Kupfer leicht zu oxidieren, daher ist eine sorgfältige Handhabung erforderlich. Monteure bevorzugen die Behandlung von Metalloberflächen, die flexibler sind und mehr Wärmezyklen standhalten können.
Die Oberflächenbehandlung des OSP der PCB Proofing, wenn die Prüfstelle nicht verschweißt ist, verursacht das Kontaktproblem der Nadelbettbefestigung in der IKT. Allein der Wechsel zu einem schärferen Sondentyp, um die OSP-Schicht zu durchdringen, verursacht nur Schäden und punktiert den PCA-Test über oder Testpad. Studien haben gezeigt, dass das Umschalten auf eine höhere Erfassungskraft oder das Ändern des Sondentyps wenig Einfluss auf die Ausbeute hat. Unbehandeltes Kupfer hat eine Größenordnung höhere Streckgrenze als bleihaltiges Lot, und das einzige Ergebnis ist, dass es das exponierte Kupfertestpad beschädigt. Alle Prüfbarkeitsrichtlinien empfehlen dringend, exponiertes Kupfer nicht direkt zu sondieren. Bei Verwendung von OSP, Es ist notwendig, eine Reihe von OSP-Regeln für die IKT-Phase zu definieren. Die wichtigste Regel erfordert, dass die Schablone zu Beginn des PCB-Prozesses geöffnet wird, damit Lotpaste auf die Testpads und Durchkontaktierungen aufgetragen werden kann, die vom ICT kontaktiert werden müssen..
Vorteile: Vergleichbar mit HASL in Stückkosten, gute Koplanarität, bleifreies Verfahren, und verbesserte Lötbarkeit.
Nachteile: Der Montageprozess muss sich stark verändern. Wenn die unverarbeitete Kupferoberfläche erkannt wird, es wird sich nachteilig auf die IKT auswirken. Überspitzte ICT-Sonden können die Leiterplatte beschädigen, Manuelle Vorsichtsmaßnahmen erfordern, Begrenzung der IKT-Tests und Verringerung der Wiederholbarkeit von Tests.
PCB proofing electroless nickel-gold immersion
Electroless nickel-gold immersion (ENIG) coating has been successfully applied on many circuit boards. Obwohl es höhere Stückkosten hat, Es hat eine flache Oberfläche und ausgezeichnete Lötbarkeit. Der Hauptnachteil ist, dass die elektrolose Nickelschicht sehr zerbrechlich ist und unter mechanischem Druck gebrochen wurde.. Dies wird in der Industrie "schwarzer Block" oder "Schlammriss" genannt, was zu einigen negativen Berichten der ENIG geführt hat.
Vorteile: gute Lötbarkeit, flache Oberfläche, lange Haltbarkeit, kann mehrfachem Reflow-Löten standhalten.
Disadvantages: high cost (about 5 times of HASL), "Black Block" Problem, Herstellungsverfahren mit Cyanid und anderen schädlichen Chemikalien.
PCB proofing silver immersion
Silver immersion is a newly added method of PCB surface treatment. Es wird hauptsächlich in Asien verwendet und wird in Nordamerika und Europa gefördert.
Während des Lötprozesses, Die Silberschicht schmilzt in die Lötstellen, eine Dose hinterlassen/lead/Silberlegierung auf der Kupferschicht. Diese Legierung bietet eine sehr zuverlässige Lötstelle für BGA-Pakete. Seine kontrastierende Farbe macht es leicht, überprüft zu werden, und es ist auch eine natürliche Alternative zu HASL beim Schweißen.
Silver Immersion ist eine Oberflächenverarbeitungstechnologie mit sehr vielversprechenden Entwicklungsperspektiven, aber wie alle neuen Oberflächenverarbeitungstechnologien, Endverbraucher sind sehr konservativ. Viele Hersteller betrachten dieses Verfahren als "im Untersuchungsprozess", aber es ist wahrscheinlich, dass es die beste bleifreie Oberflächenprozesswahl wird.