Leiterplattentechnisch - Oberflächenbehandlung von Leiterplatten

Leiterplatte surface treatment process

After the customer's technology draws the Leiterplatte, Es wird an die PCB Proofing Fabrik oder Massenproduktion gesendet. Wenn wir den Auftrag an die Leiterplattenfabrik aufgeben, wir würden anhängen Verarbeitung von Leiterplatten process description document, Eines davon ist anzugeben, welches PCB-Oberflächenbehandlungsverfahren ausgewählt werden soll, und verschiedene PCB-Oberflächenbehandlungsprozesse haben einen größeren Einfluss auf das endgültige PCB-Verarbeitungsangebot, und verschiedene PCB-Oberflächenbehandlungsprozesse haben unterschiedliche Ladungen. Der Redakteur möchte mit Ihnen über die gängigen PCB-Oberflächenbehandlungsverfahren sprechen, Die Vor- und Nachteile verschiedener PCB-Oberflächenbehandlungsprozesse und anwendbarer Szenarien in vielen inländischen PCB-Plattenfabriken.

Warum müssen wir dann eine spezielle Behandlung auf der Leiterplattenoberfläche durchführen?

Da Kupfer leicht in der Luft oxidiert wird, hat die Kupferoxidschicht einen großen Einfluss auf das Schweißen, und es ist einfach, falsches Schweißen und virtuelles Schweißen zu bilden. In schweren Fällen können die Pads und Bauteile nicht verschweißt werden. Aus diesem Grund sind Leiterplatten in Produktion. Zu diesem Zeitpunkt wird es einen Prozess geben, um eine Materialschicht auf der Oberfläche des Pads zu beschichten (plattieren), um das Pad vor Oxidation zu schützen.

Gegenwärtig umfassen die PCB-Oberflächenbehandlungsprozesse von inländischen Leiterplattenfabriken: Sprühzin (HASL, Hotairsolderleveling), Zinn, Immersionssilber, OSP (Antioxidation), chemisches Immersionsgold (ENIG), Galvanisierung von Gold, etc., natürlich spezielle Es gibt auch einige spezielle PCB-Leiterplattenoberflächenbehandlungsprozesse in der Anwendung.

Vergleicht man verschiedene PCB-Oberflächenbehandlungsprozesse, sind ihre Kosten unterschiedlich. Natürlich sind auch die verwendeten Anlässe unterschiedlich. Nur die richtigen sind nicht ausgewählt. Es gibt keinen perfekten PCB Oberflächenbehandlungsprozess. Der Preis kann alle PCB-Anwendungsszenarien befriedigen), so gibt es so viele Handwerke für uns zu wählen. Natürlich hat jedes Handwerk seine eigenen Vorzüge, und ihre Existenz ist vernünftig. Der Schlüssel ist, dass wir sie kennen und gut nutzen müssen.

Vergleichen wir die Vor- und Nachteile und anwendbaren Szenarien verschiedener Leiterplatte Oberflächenbehandlungsverfahren.

Vorteile: geringe Kosten, glatte Oberfläche, gute Schweißbarkeit (ohne Oxidation).

Nachteile: Es lässt sich leicht von Säure und Feuchtigkeit beeinflussen und kann nicht lange gelagert werden. Es muss innerhalb von zwei Stunden nach dem Auspacken aufgebraucht werden, da Kupfer leicht oxidiert wird, wenn es der Luft ausgesetzt wird; Es kann nicht für doppelseitige PlaZinnen verwendet werden, da die zweite Seite nach dem ersten Reflow-Löten bereits oxidiert ist. Wenn es Testpunkte gibt, muss Lötpaste gedruckt werden, um Oxidation zu verhindern, da sie sonst keinen guten Kontakt mit den Sonden hat.

Spritzblech (HASL, HotAirSolderLeveling, Heißluftnivellierung)

Vorteile: niedrigerer Preis, gute Schweißleistung.

Nachteile: Nicht geeignet für Schweißstifte mit feinen Lücken und zu kleinen Bauteilen, da die Oberflächenebenheit der Spritzblechplatte schlecht ist. Lötperlen sind anfällig für die Herstellung während der Leiterplattenbearbeitung, und es ist einfacher, Kurzschlüsse für Feinteilkomponenten zu verursachen. Wenn im doppelseitigen SMT-Verfahren verwendet wird, da die zweite Seite einem Hochtemperatur-Reflow-Löten unterzogen wurde, ist es sehr einfach, Zinn zu sprühen und wieder zu schmelzen, was zu Zinnperlen oder ähnlichen Tröpfchen führt, die von der Schwerkraft beeinflusst werden, zu kugelförmigen Zinnpunkten, die die Oberfläche noch verschlimmern. Das Abflachen wirkt sich auf Schweißprobleme aus.

Das Zinnspritzverfahren, das verwendet wird, um den Oberflächenbehandlungsprozess der Leiterplatte zu dominieren. In den 1980er Jahren, Mehr als drei Viertel der Leiterplatten verwendeten das Spritzzinnverfahren, Aber die Industrie hat den Einsatz des Zinnspray-Verfahrens in den letzten zehn Jahren reduziert. Es wird geschätzt, dass etwa 25%-40% der Leiterplatten Verwenden Sie das Spray Zinn Verfahren. Handwerk. Der Zinnspray Prozess ist schmutzig, unangenehm, und gefährlich, so war es nie ein Lieblingsprozess, Aber das Zinnspray-Verfahren ist ein ausgezeichnetes Verfahren für größere Bauteile und Drähte mit größerem Abstand. In hoher Dichte Leiterplatten, Die Ebenheit des Zinnsprühprozesses wirkt sich auf die spätere Montage aus; deshalb, HDI-Platinen verwenden im Allgemeinen nicht das Platinenzinspritzverfahren. Mit dem Fortschritt der Technologie, Die Industrie verfügt jetzt über ein Zinnspritzverfahren, das für die Montage von QFPs und BGAs mit kleineren Steigungen geeignet ist, aber es gibt weniger praktische Anwendungen. Zur Zeit, Einige Leiterplattenfabriken verwenden OSP-Technologie und Tauchgoldtechnologie, um den Zinnspritzprozess zu ersetzen; Technologische Entwicklungen haben auch dazu geführt, dass einige Leiterplattenfabriken Zinn- und Silbertauchverfahren anwenden. Gepaart mit dem bleifreien Trend der letzten Jahre, Der Einsatz der Zinnspritztechnik wurde weiter eingeschränkt. Obwohl es so genannte bleifreie Zinnsprühung gegeben hat, Dies kann Probleme mit der Gerätekompatibilität mit sich bringen.

OSP (OrganicSolderingPreservativ, Anti-Oxidation)

Vorteile: Es hat alle Vorteile des blanken Kupferschweißens von Leiterplatten. Das abgelaufene Board (drei Monate) kann auch wieder aufgedeckt werden, aber in der Regel nur einmal.

Nachteile: leicht beeinträchtigt durch Säure und Feuchtigkeit. Wenn beim sekundären Reflow-Löten verwendet wird, muss es innerhalb eines bestimmten Zeitraums abgeschlossen werden, und normalerweise ist die Wirkung des zweiten Reflow-Lötens relativ schwach. Wenn die Lagerzeit drei Monate überschreitet, muss es erneut aufgetragen werden. Es muss innerhalb von 24-Stunden nach dem Öffnen der Verpackung aufgebraucht sein. OSP ist eine isolierende Schicht, so dass der Prüfpunkt mit Lötpaste gedruckt werden muss, um die ursprüngliche OSP-Schicht zu entfernen, bevor er den Pin-Punkt für elektrische Tests kontaktieren kann.

Es wird geschätzt, dass etwa 25%-30% der Leiterplatten derzeit OSP-Verfahren verwenden, und der Anteil ist gestiegen (es ist wahrscheinlich, dass OSP-Prozess jetzt das Zinnsprühen übertroffen hat und an erster Stelle steht). Das OSP-Verfahren kann sowohl auf Low-Tech-Leiterplatten als auch auf High-Tech-Leiterplatten, wie Leiterplatten für einseitige Fernseher und Leiterplatten für High-Density-Chipverpackungen verwendet werden. Für BGA hat OSP mehr Anwendungen. Wenn PCB keine funktionalen Anforderungen an den Oberflächenanschluss oder die Begrenzung der Speicherdauer hat, ist OSP-Prozess der ideale Oberflächenbehandlungsprozess.

Tauchgold (ENIG, ElektrolessNickelImmersionGold)

Vorteile: Es ist nicht einfach zu oxidieren, kann lange gelagert werden, und die Oberfläche ist flach, geeignet zum Schweißen von feinen Spaltstiften und Komponenten mit kleinen Lötstellen. Die erste Wahl für Leiterplatten mit Tasten (wie Mobiltelefonplatinen). Das Reflow-Löten kann mehrmals wiederholt werden, ohne die Lötbarkeit zu beeinträchtigen. Es kann als Substrat für COB (ChipOnBoard) Drahtbonding verwendet werden.

Nachteile: hohe Kosten, schlechte Schweißfestigkeit, da das elektrolose Vernickelungsverfahren verwendet wird, ist es einfach, das Problem der schwarzen Scheibe zu haben. Die Nickelschicht oxidiert im Laufe der Zeit, und langfristige Zuverlässigkeit ist ein Problem.

Immersion Gold Prozess unterscheidet sich von OSP Prozess. Es wird hauptsächlich auf Platinen mit funktionalen Verbindungsanforderungen und einer langen Speicherdauer auf der Oberfläche verwendet, wie dem Tastaturbereich eines Mobiltelefons, dem Kantenanschlussbereich des Routergehäuses und den elektrischen Kontakten für die elastische Verbindung des Chipprozessors. Gebiet. Aufgrund des Flachheitsproblems des Zinnspritzverfahrens und der Entfernung des Flusses des OSP-Prozesses wurde die Verwendung von Tauchgold in den 1990er Jahren weit verbreitet; Später durch das Auftreten von schwarzen Scheiben und spröden Nickel-Phosphor-Legierungen wurde die Anwendung von Tauchgold reduziert., Aber derzeit hat fast jede High-Tech-PCB-Fabrik sinkenden Golddraht. Wenn man bedenkt, dass die Lötstelle spröde wird, wenn man die Kupfer-Zinn-intermetallische Verbindung entfernt, wird es viele Probleme in der relativ spröden Nickel-Zinn-intermetallischen Verbindung geben. Daher verwenden tragbare elektronische Produkte (wie Mobiltelefone) fast alle Kupfer-Zinn-intermetallische Verbindungslötstellen, die durch OSP, Immersionssilber oder Immersionszinn gebildet werden, und Immersionsgold wird verwendet, um den Schlüsselbereich, den Kontaktbereich und den EMI-Abschirmbereich zu bilden, der das sogenannte selektive Immersionsgold-Handwerk ist. Es wird geschätzt, dass etwa 10%-20% der Leiterplatten derzeit elektrolose Nickel-/Immersionsgoldprozesse verwenden.

Tauchsilber (ENIG, ElektrolessNickelImmersionGold)

Immersion Silber ist billiger als Immersion Gold. Wenn die Leiterplatte funktionale Anforderungen an die Verbindung hat und Kosten reduzieren muss, ist Immersion Silver eine gute Wahl; In Verbindung mit der guten Ebenheit und dem guten Kontakt von Immersion Silver sollte das Immersion Silver Verfahren gewählt werden. Immersion Silver hat viele Anwendungen in Kommunikationsprodukten, Automobilen und Computerperipheriegeräten sowie im Hochgeschwindigkeitssignaldesign. Da Immersionssilber gute elektrische Eigenschaften besitzt, die andere Oberflächenbehandlungen nicht erfüllen können, kann es auch in Hochfrequenzsignalen verwendet werden. EMS empfiehlt die Verwendung des Immersionssilberverfahrens, da es einfach zu montieren ist und eine bessere Prüfbarkeit aufweist. Aufgrund von Defekten wie Anlauf- und Lötvolzen ist das Wachstum von Immersionssilber jedoch langsam (aber nicht abnehmend). Es wird geschätzt, dass etwa 10%-15% der Leiterplatten derzeit Immersionssilber-Technologie verwenden.

Shen Zinn (ENIG, ElektrolessNickelImmersionGold)

Die Einführung von Zinn, das in den Oberflächenbehandlungsprozess versinkt, hat in den letzten zehn Jahren stattgefunden, und die Entstehung dieses Prozesses ist das Ergebnis der Anforderungen der Produktionsautomatisierung. Tauchzinn bringt keine neuen Elemente in den Lötbereich, das sich besonders für Backplanes zur Kommunikation eignet. Zinn verliert seine Lötbarkeit über die Lagerdauer der Platine hinaus, Das Sinken von Zinn erfordert bessere Lagerbedingungen. Darüber hinaus, Der Zinn-Eintauchprozess ist aufgrund der darin enthaltenen krebserregenden Stoffe eingeschränkt. Es wird geschätzt, dass etwa 5%-10% von Leiterplatten derzeit das Zinn-Immersionsverfahren verwenden.