Leiterplattentechnisch - Analyse der Vor- und Nachteile der Oberflächenbehandlung von Leiterplatten

Mit der kontinuierlichen Verbesserung der menschlichen Anforderungen an das Lebensumfeld, die Umweltfragen im Zusammenhang mit der PCBProduktionsprozess haben mehr und mehr Aufmerksamkeit erhalten.

Warum brauchen wir spezielle Behandlung auf der PCB Oberfläche?

Der grundlegendste Zweck der PCB Oberflächenbehandlung soll gute Lötbarkeit oder elektrische Eigenschaften gewährleisten. Weil das Kupfer in der Luft leicht zu oxidieren ist, Die Kupferoxidschicht hat großen Einfluss auf das Schweißen, und es ist leicht zu formen Falschschweißen, das ernsthaft dazu führt, dass die Pads und Komponenten nicht geschweißt werden können. Daher wird ein Prozess in der Herstellung und Herstellung vonPCBs, das ist, die lining The surface of the pad is coated (plated) Mit einer Materialschicht, um das Pad vor Oxidation zu schützen.

1. BleifreiPCB

Zur Zeit, the PCB instant noodle Verarbeitung technology of domestic board factories includes: spray tin (HASL, hotairsolderleveling), Heisslötenivellierung, Heißluftnivellierung, OSP (anti-oxidation), Vernickelung, Zinnfällung, Silberdeposition, chemische Nickel-Palladium-Gold, Galvanik Hartgold, etc. Natürlich, es wird etwas Besonderes geben PCB Oberflächenbehandlungsverfahren in speziellen Anwendungen.

2. Sprühdose (Heißluftnivellierung)PCB

Der allgemeine Prozess der Heißluftnivellierung ist: Mikrokorrosion, Vorwärmen, Verzinnen, Sprühwaschen.

Heißluft-Richten, auch bekannt als Heißluftlöten (allgemein bekannt als Zinnsprühen), besteht darin, geschmolzenes Zinn (Blei)-Lot auf der Oberfläche der Leiterplatte zu beschichten und Druckluft zu erhitzen, um es zu begradigen, um eine Schicht Kupferoxidationsbeständigkeit und guter Lötbarkeit zu bilden. Boden. Das Lot und Kupfer bilden eine Kupfer-Zinn-intermetallische Verbindung an der Schnittstelle von Heißluft-Lot und Kupfer. PCB wird normalerweise in geschmolzenes Lot für die Heißluftveredelung eingetaucht; Das Luftmesser flacht das flüssige Lot ab, bevor das Lot erstarrt; Das Luftmesser minimiert die Form des Meniskus des Lots auf der Kupferoberfläche und verhindert Lötbrücken.

Heißluft wird in vertikale Art und horizontale Art unterteilt. Es wird allgemein angenommen, dass horizontale Art besser ist, hauptsächlich weil die horizontale Heißluftnivellierungsbeschichtung gleichmäßiger ist und automatische Produktion realisieren kann.

Vorteile: niedriger Preis, gute Schweißleistung.

Nachteile: Aufgrund der schlechten Oberflächenbeschaffenheit der Sprühzinnplatte eignet sie sich nicht zum Schweißen dünner Spaltstifte und zu kleiner Teile. Lötperlen sind anfällig für die Herstellung von Lötperlen während der PCB-Verarbeitung und sind anfällig für Kurzschlüsse bei Feinteilkomponenten. Wenn im beidseitigen SMT-Prozess verwendet wird, da die zweite Oberfläche bei hoher Temperatur reflowed wurde, ist es wahrscheinlich, dass das TiN-Spray-Umschmelzen Zinnperlen oder ähnliche Wassertropfen in die kugelförmigen Zinnpunkte erzeugt, die von der Schwerkraft betroffen sind, was zu einer unebenen Oberfläche führt, wodurch das Schweißproblem beeinträchtigt wird.

2. Organisches Lötbarkeitsschutzmittel (OSP)PCB

Der allgemeine Prozess ist wie folgt: Entfetten->; Mikrokorrosion>; Beizen>; Reinwasserreinigung>; organische Beschichtung>; Reinigung, Prozesssteuerung ist einfacher als andere Prozesse, was bedeutet, dass der Behandlungsprozess einfacher ist.

OSP ist ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Leiterplatten (PCB) Kupferfolien gemäß der RoHS-Richtlinie. Es wird geschätzt, dass etwa 25% der Leiterplatten derzeit das OSP-Verfahren verwenden und das OSP-Verfahren auf dem Vormarsch ist (es ist wahrscheinlich, dass das OSP-Verfahren jetzt das Zinnsprühen übertroffen hat und an erster Stelle steht). OSP-Prozess kann für Low-Tech-PCB oder High-Tech-PCB verwendet werden, wie einseitiges TV und PCB, High-Density Chip Packaging Board, etc. Für BGA gibt es auch viele OSP-Anwendungen. Wenn die Leiterplatte nicht die funktionalen Anforderungen an die Oberflächenanbindung oder die Begrenzung der Speicherzeit hat, ist der OSP-Prozess der ideale Oberflächenbehandlungsprozess.

Vorteile: einfaches Verfahren, glatte Oberfläche, geeignet für bleifreies Löten und SMT. Bequeme Nacharbeit, bequeme Produktion und Operation, geeignet für horizontale Operation. Es eignet sich für die Koexistenz verschiedener Prozesse (wie OSP+ENIG), kostengünstig und umweltfreundlich.

Nachteile: Die Anzahl des Reflow-Lötens ist begrenzt (der Film wird beschädigt, wenn die Dicke des Mehrfachlötens wiederholt wird, und es gibt im Grunde kein Problem mit 2-mal). Nicht geeignet für Crimptechnik und Drahtbindung. Visuelle Inspektion und elektrische Messung sind nicht bequem. SMT braucht Stickstoffschutz. SMT Rework ist nicht anwendbar. Benötigen höhere Lagerbedingungen.

3. Das ganze Brett ist vernickelt goldPCB

Vergoldete Leiterplattenoberfläche wird mit einer Nickelschicht und dann mit einer Goldschicht beschichtet. Vernickeln dient hauptsächlich dazu, die Diffusion zwischen Gold und Kupfer zu verhindern. Es gibt zwei Arten der Vernickelung: weiches Gold (reines Gold, die Goldoberfläche sieht nicht hell aus) und hartes Gold (die Oberfläche ist glatt und hart, verschleißfest, enthält Kobalt und andere Elemente, und die Goldoberfläche sieht heller aus). Weichgold wird hauptsächlich für den Golddraht der Chipverpackung verwendet, und Hartgold wird hauptsächlich für den elektrischen Anschluss von nicht geschweißten Teilen verwendet.

Vorteile: lange Lagerzeit>; Zwölf Monate. Geeignet für Kontaktschalter Design und Golddrahtwicklung. Geeignet für elektrische Prüfungen.

Nachteile: hohe Kosten und dickes Gold. Beim Überziehen von Goldfingern werden zusätzliche Designlinien benötigt, um Strom zu leiten. Da die Dicke der Vergoldung nicht unbedingt die Versprödung der Lötstelle verursacht, beeinflusst dies die Festigkeit der Lötstelle. Die Gleichmäßigkeit der Beschichtungsoberfläche. Das galvanisierte Nickelgold wickelt die Kanten des Drahtes nicht ein. Nicht geeignet zum Bündeln von Aluminiumdrähten.

4. TauchgoldPCB

Der allgemeine Prozess ist wie folgt: zusätzlich zur Beizreinigung>; Mikrokorrosion>; prepreg->; Aktivierung->; galvanische Vernickelung>; chemisches Tauchgold; Es gibt sechs chemische Bäder im Prozess, mit fast 100 Arten von Chemikalien, der Prozess ist komplexer.

Gold ist eine dicke Schicht aus Nickel-Gold-Legierung, die auf der Kupferoberfläche beschichtet ist, die die Leiterplatte für eine lange Zeit schützen kann. Darüber hinaus hat es auch Umweltverträglichkeit, die andere Oberflächenbehandlungsverfahren nicht haben. Darüber hinaus kann Gold auch die Auflösung von Kupfer verhindern, was eine bleifreie Montage erleichtert.

Vorteile: nicht leicht zu oxidieren, lange Lagerzeit, glatte Oberfläche, geeignet zum Schweißen von feinen Spaltstiften und kleinen Lötstellenkomponenten. Bevorzugt wird eine Schlüsselplatine (z. B. eine Handyplatine). Das Reflow-Löten kann viele Male wiederholt werden, und die Lötbarkeit wird nicht wesentlich reduziert. Es kann als Basismaterial von COB (ChipOnBoard) Schweißdraht verwendet werden.

Nachteile: hohe Kosten, schlechte Schweißfestigkeit, da das elektrolose Nickelverfahren verwendet wird, ist es anfällig für Probleme mit schwarzen Scheiben. Die Nickelschicht oxidiert im Laufe der Zeit, und langfristige Zuverlässigkeit ist ein Problem.

5. SinkdosePCB

Derzeit sind alle Löte auf Zinnbasis, so dass die Zinnschicht mit jeder Art von Lot abgestimmt werden kann. Das TiN-Abscheidungsverfahren kann eine flache intermetallische Kupfer-Zinn-Verbindung bilden, so dass die Verzinnschicht die gleiche Lötbarkeit wie die Heißluftnivellierung hat, anstatt die Heißluftnivellierung; Die Zinnplatte kann nicht zu lange gelagert werden und muss in der Reihenfolge der Zinnablagerung montiert werden.

Vorteile: geeignet für horizontale Produktion. Geeignet für Feindrahtbearbeitung, geeignet für bleifreies Löten, besonders geeignet für Blanking-Prozess. Sehr gute Glätte, geeignet für SMT.

Nachteile: Gute Lagerbedingungen (vorzugsweise nicht länger als sechs Monate) sind erforderlich, um das Wachstum der Zinnhaare zu kontrollieren. Nicht geeignet für die Ausführung von Kontaktschaltern. Im Produktionsprozess sind die Prozessanforderungen des Widerstandsschweißfilms sehr hoch, sonst fällt der Widerstandsschweißfilm ab. Es ist am besten, Stickstoffgas während des Mehrfachschweißens zu schützen. Elektrische Prüfungen sind ebenfalls ein Problem.

6. ImmersionssilberPCB

Der Versilberungsprozess ist zwischen organischer Versilberung und chemischer Vernickelung/Vergoldung, und der Prozess ist einfach und schnell. Selbst wenn Silber Hitze, Feuchtigkeit und Verschmutzung ausgesetzt ist, kann es immer noch gute Lötbarkeit beibehalten, aber es verliert seinen Glanz. Silber hat nicht die gute physikalische Festigkeit einer elektrolosen Vernickelung/Vergoldung, da sich unter der Versilberungsschicht kein Nickel befindet.

Vorteile: einfaches Verfahren, geeignet für bleifreies Löten, glatte Oberfläche, geringe Kosten, geeignet für sehr dünne Drähte.

Nachteile: hohe Lagerbedingungen und einfache Kontamination. Die Schweißfestigkeit ist anfällig für Probleme (Mikrokavitätsproblem). Das Kupfer unter dem Widerstandsschweißfilm ist anfällig für Elektromigration und Javanni-Beißen. Auch die elektrische Messung ist ein Problem.

7. Chemisches Nickel Palladium GoldPCB

Verglichen mit gefälltem Gold haben chemisches Nickel, Palladium und Gold eine zusätzliche Palladiumschicht zwischen Nickel und Gold. Palladium kann Korrosion durch Verdrängungsreaktion verhindern und geeignete Vorbereitungen für die Golddeposition treffen. Auf der anderen Seite ist Gold dicht mit Palladium bedeckt und bietet eine gute Kontaktfläche.

Vorteile: für bleifreies Löten geeignet. Die Oberfläche ist sehr flach und für SMT geeignet. Das Loch kann auch mit Nickel und Gold beschichtet werden. Langfristig sind die Lagerbedingungen nicht hart. Geeignet für elektrische Prüfungen. Geeignet für Schalterkontakte. Geeignet für Aluminiumdrahtbindung, geeignet für dicke Platten, starke Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse.

8. Beschichtung von HartgoldPCB

Um die Verschleißfestigkeit des Produkts zu verbessern, erhöhen Sie die Anzahl der Einsätze und Entfernen und galvanisieren Sie das Hartgold.

Der Oberflächenbehandlungsprozess der Leiterplatte hat sich nicht viel geändert, und es scheint immer noch eine entfernte Angelegenheit zu sein, aber es sollte angemerkt werden, dass langfristige langsame Veränderungen zu großen Veränderungen führen werden. Mit dem Anstieg des Umweltschutzes wird der Oberflächenbehandlungsprozess von PCB in Zukunft sicherlich enorme Veränderungen erfahren.