Tecnología de PCB - Efectos del tratamiento de superficie de PCB sin plomo en las TIC

Resumen: la aparición de placas de circuito impreso sin plomo ha traído nuevos problemas a las pruebas en línea (tic). Este artículo presenta los procesos de tratamiento de superficie de PCB existentes y analiza el impacto de estos procesos en las tic. Se señala que la clave de las TIC es la fiabilidad del contacto de las TIC con los puntos de prueba y se presentan los cambios específicos que deben hacerse durante la construcción de los PCB para cumplir con los requisitos de las tic.

¿Las TIC siguen desempeñando un papel importante en la fabricación y prueba de componentes de placas de circuito impreso (pca), pero ¿ cómo afectará la búsqueda de PCB sin plomo a la etapa tic?

Este artículo discutirá el tratamiento de superficie de los PCB sin plomo, especialmente en la etapa TIC del proceso de fabricación, y revelará que las pruebas exitosas del tratamiento de superficie sin plomo también dependen de la contribución útil del proceso de construcción de los pcb.

Selección del proceso de tratamiento de superficie de PCB

Antes de entender la causalidad, es muy importante describir los tipos de procesos de tratamiento de superficie de PCB disponibles y lo que estos tipos pueden proporcionar. Hay una capa de cobre en todas las placas de circuito impreso (pcb). Si la capa de cobre no está protegida, se oxidará y dañará. Hay muchas capas protectoras diferentes disponibles, las más comunes son la nivelación de soldadura por aire caliente (hasl), la protección de soldadura orgánica (osp), la inmersión sin níquel - oro (enig), la inmersión en plata y la inmersión en Estaño.

Nivelación de soldadura de aire caliente (hasl)

Hasl es el principal proceso de tratamiento de superficie de plomo utilizado en la industria. El proceso se forma sumergiendo la placa de circuito en una aleación de plomo - estaño y eliminando el exceso de soldadura a través de un "cuchillo de aire". El llamado cuchillo de aire es el gas caliente que sopla en la superficie de la placa. Para el proceso pca, hasl tiene muchas ventajas: es el PCB más barato y la capa superficial se puede soldar después de múltiples soldadura de retorno, limpieza y almacenamiento. Para las tic, hasl también ofrece un proceso para cubrir automáticamente las almohadillas de prueba y los agujeros con soldadura. Sin embargo, en comparación con las alternativas existentes, la superficie de hasl es menos plana o coplanar. Ahora hay algunos procesos alternativos de hasl sin plomo, que son cada vez más populares debido a las características naturales de sustitución de hasl. A lo largo de los años, hasl ha logrado buenos resultados en su aplicación, pero con la aparición de requisitos de proceso verde "respetuosos con el medio ambiente", la existencia de este proceso ya es escasa. Además del problema del plomo, la creciente complejidad de las placas de circuito y el espaciamiento más fino también han expuesto muchas limitaciones del proceso hasl.

Ventajas: la tecnología de superficie de PCB de menor costo, que mantiene la soldabilidad durante todo el proceso de fabricación, no tiene un impacto negativo en las tic.

Desventaja: por lo general, se utilizan procesos que contienen plomo. El proceso de plomo está ahora restringido y finalmente se cancelará para 2007. Para el espaciamiento de pin fino ( < 0,64 mm), puede causar problemas de puente de soldadura y espesor. Las superficies desiguales pueden causar problemas de coplanaridad durante el montaje.

Protector de soldadura orgánica

El protector de soldadura orgánica (osp) se utiliza para formar una capa protectora delgada y uniforme en la superficie de cobre del pcb. El recubrimiento protege el circuito de la oxidación durante las operaciones de almacenamiento y montaje. Este proceso existe desde hace mucho tiempo, pero no se ha vuelto popular hasta hace poco, con la búsqueda de tecnologías sin plomo y soluciones de asfalto fino.

Con el tratamiento de la superficie osp, si el punto de prueba no está soldado, causará problemas de contacto con la fijación de la cama de aguja en las tic. Cambiar solo a un tipo más afilado para atravesar la capa OSP solo causará daños y perforar el agujero de prueba PCA o la almohadilla de prueba. Los estudios han demostrado que cambiar a una mayor detección o cambiar el tipo de sexo tiene poco impacto en la producción. La resistencia al rendimiento del cobre no tratado es un orden de magnitud superior a la de la soldadura que contiene plomo, y el único resultado es que puede dañar la almohadilla de prueba de cobre expuesta. Todas las guías de testabilidad recomiendan encarecidamente no detectar directamente el cobre expuesto. Al usar osp, es necesario definir un conjunto de reglas OSP para la etapa tic. Las reglas más importantes requieren que la plantilla se abra al comienzo del proceso de PCB para aplicar la pasta de soldadura a las almohadillas de prueba y los agujeros que requieren contacto con las tic.

Ventajas: el costo unitario es comparable al de hasl, buena coplanaridad, proceso sin plomo y mayor soldabilidad.

Inmersión de plata

Baptist Silver es un nuevo método de tratamiento de superficie de PCB añadido. Se utiliza principalmente en Asia y se está promoviendo en América del Norte y Europa. Durante la soldadura, la capa de plata se derrite en la soldadura, dejando una aleación de estaño / plomo / plata en la capa de cobre. Esta aleación proporciona un punto de soldadura muy confiable para el embalaje bga. Su color de contraste lo facilita la inspección y es una alternativa natural al hasl en la soldadura.

Baptist Bank es una tecnología de tratamiento de superficie con muy buenas perspectivas de desarrollo, pero al igual que todas las nuevas tecnologías de tratamiento de superficie, los usuarios finales son muy conservadores. Muchos fabricantes ven este proceso como un proceso "en investigación", pero es probable que se convierta en la mejor opción para un proceso de superficie sin plomo.

Ventajas: buena soldabilidad, superficie lisa y sustitución natural de la inmersión hasl.

Desventaja: la actitud conservadora de los usuarios finales significa que la industria carece de información relevante.

Inmersión de estaño

Se trata de un proceso de tratamiento de superficie relativamente nuevo, con muchas características similares al proceso de inmersión en plata. Sin embargo, debido a la necesidad de evitar el uso de tiourea (posiblemente carcinógeno) durante la inmersión de estaño en el proceso de fabricación de pcb, es necesario considerar importantes cuestiones de salud y seguridad. Además, se debe prestar atención a la migración del Estaño (efecto "burr de estaño"), aunque los productos químicos antimigración pueden lograr ciertos resultados en el control de este tema.

Ventajas: buena soldabilidad, superficie lisa y costo relativamente bajo.

Desventajas: problemas de salud y seguridad, número limitado de ciclos térmicos.

Lo anterior es el principal método de tratamiento sin plomo de los pcb. Hasl seguirá siendo la tecnología de procesamiento de PCB más utilizada. En este caso, el ingeniero de pruebas no cambiará nada. En algunos países, el hasl ha sido prohibido por ley y se han adoptado alternativas. A medida que la industria manufacturera de PCA se expande a más y más regiones diferentes del mundo, se pueden ver más y más procesos de procesamiento sin plomo en las pruebas tic. Aunque el OSP no es una alternativa natural al hasl, se ha convertido en la alternativa preferida para la investigación de los fabricantes de pca. Esto provocará problemas reales de fiabilidad de las pruebas TIC cuando el proceso no haya cambiado para permitir el uso de pasta de soldadura en las almohadillas de prueba y a través de los agujeros.

La conclusión es que el proceso de tratamiento de superficie de los PCB no es perfecto, y cada método tiene sus propios problemas a considerar. Algunos de estos problemas son más graves que otros, y todos estos procesos de tratamiento de superficie de PCB sin plomo requieren modificaciones en los pasos del proceso para evitar problemas de fiabilidad de contacto de las plantillas en las tic.

La detección directa de la superficie de cobre, combinada con la mayor fuerza necesaria para penetrar en la capa osp, genera una amenaza potencial real de dañar la capa delgada de cobre y causar cortocircuitos internos. Por lo tanto, recomendamos que nunca se detecten superficies de cobre expuestas. Ejemplos recientes sugieren que después de la excitación de 5 a 10 pinzas, la placa puede ser perforada a través del agujero o el punto de prueba.

Para algunos fabricantes de pca, el impacto de OSP en las TIC es tan problemático que ya no usan OSP en absoluto. Otros fabricantes comenzaron a aprender a seguir las "reglas osp" que se enumeran a continuación. "Reglas osp" para accesorios y procedimientos de prueba tic: preste atención a las últimas recomendaciones de prueba de la industria, como www.smta.org. - agregue siempre pasta de soldadura en el punto de conexión de prueba (almohadilla de prueba o a través del agujero) y no detecte la capa de cobre expuesta cubierta por osp.

La tendencia de algunas compañías de PCB parece ser que OSP se considera una alternativa natural a hasl. Esta opción puede deberse al reconocimiento del ahorro de costes unitarios. Los ingenieros de TIC deben prestar atención a esta tendencia: a menos que la almohadilla de prueba esté cubierta por soldadura, los PCB recubiertos con OSP no alcanzarán las propiedades de otros procesos opcionales de tratamiento de superficie sin plomo.