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Technologie PCB

Technologie PCB - Comparaison des avantages et inconvénients des différents traitements de surface PCB

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Technologie PCB - Comparaison des avantages et inconvénients des différents traitements de surface PCB

Comparaison des avantages et inconvénients des différents traitements de surface PCB

2021-10-07
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Author:Downs

1. Soudure à air chaud lisse

Hasl est le principal procédé de traitement de surface du plomb utilisé dans l'industrie. Le processus est formé en immergeant la carte dans un alliage plomb - étain et en éliminant l'excès de soudure au moyen d'un « couteau à air». Par lame d'air, on entend l'air chaud soufflé à la surface de la feuille. Pour le procédé PCA, hasl présente de nombreux avantages: c’est le PCB le moins cher et la couche de surface peut être soudée après plusieurs soudures à reflux, nettoyage et stockage. Pour les TIC, hasl propose également un procédé permettant de recouvrir automatiquement les plots de test et les perçages avec de la soudure. Cependant, les surfaces hasl sont moins planes ou coplanaires que les méthodes alternatives existantes. Il existe maintenant des processus de remplacement hasl sans plomb qui gagnent en popularité en raison des propriétés de remplacement naturelles de hasl. Hasl a obtenu de bons résultats dans l'application depuis de nombreuses années, mais avec l'émergence de l'exigence d'un processus Vert « respectueux de l'environnement», l'existence d'un tel processus est devenue infinie. Outre le problème de l'absence de plomb, la complexité croissante des cartes et l'espacement plus fin exposent de nombreuses limitations du procédé hasl.

Avantages: le processus de surface PCB le moins coûteux, qui maintient la soudabilité tout au long du processus de fabrication, n'a pas d'impact négatif sur les TIC.

Inconvénients: le procédé au plomb est généralement utilisé. Le procédé au plomb est maintenant limité et sera finalement éliminé d'ici 2007. Pour un espacement des broches fin (< 0,64 mm), cela peut entraîner des problèmes de pontage et d'épaisseur de la soudure. Une surface inégale peut poser des problèmes de coplanarité lors de l'assemblage.

2. Protecteur de soudure organique

Le protecteur de soudure organique (OSP) est utilisé pour former une couche de protection mince et uniforme sur la surface de cuivre du PCB. Ce revêtement protège le circuit contre l'oxydation lors des opérations de stockage et d'assemblage. Ce processus existe depuis longtemps, mais ce n'est que récemment, avec la recherche de technologies sans plomb et de solutions d'asphalte fin, qu'il est devenu populaire.

En termes de coplanarité et de soudabilité, l'OSP a de meilleures performances que l'hasl dans l'assemblage PCA, mais nécessite d'importants changements de processus pour le type de flux et le nombre de cycles thermiques. En raison de ses propriétés acides qui réduisent les propriétés de l'OSP et rendent le cuivre facilement oxydable, il doit être manipulé avec soin. Les assembleurs préfèrent travailler avec des surfaces métalliques plus flexibles et capables de supporter plus de cycles thermiques.

Carte de circuit imprimé

Avec le traitement de surface OSP, si le point d'essai n'est pas soudé, cela causera des problèmes de contact avec les pinces à aiguilles dans les TIC. Le simple fait de passer à un type de sonde plus tranchant pour pénétrer dans la couche OSP ne peut que causer des dommages et passer ou tester le test de perçage du tampon PCA. Des études ont montré que le passage à une force de détection plus élevée ou le changement de type de sonde avait peu d'effet sur le rendement. Le cuivre non traité a une limite d'élasticité supérieure d'un ordre de grandeur à celle de la soudure au plomb, le seul résultat étant qu'il endommage les Plots d'essai en cuivre exposés. Toutes les directives de testabilité recommandent fortement de ne pas détecter directement le cuivre exposé. Lors de l'utilisation d'OSP, il est nécessaire de définir un ensemble de règles OSP pour la phase ICT. Les règles les plus importantes exigent que le moule soit ouvert au début du processus de PCB afin que la pâte à souder puisse être appliquée sur les plots de test et les trous de perçage qui doivent être en contact avec les TIC.

Avantages: coût unitaire comparable à hasl, bonne coplanarité, processus sans plomb et soudabilité améliorée.

Inconvénients: le processus d'assemblage nécessite des changements majeurs. Si une surface de cuivre non traitée est détectée, elle sera préjudiciable aux TIC. Une sonde TIC trop pointue peut endommager le PCB et des précautions manuelles sont nécessaires pour limiter les tests TIC et réduire la répétabilité des tests.

3. Imprégnation d'or nickelé chimique

Le revêtement enig (nickel plaqué chimiquement) a été appliqué avec succès sur de nombreuses cartes de circuit imprimé. Malgré son coût unitaire élevé, il a une surface plane et une excellente soudabilité. L'inconvénient majeur est que le nickelage chimique est très fragile et qu'il a été constaté qu'il se casse sous pression mécanique. C'est ce que l'industrie appelle un « bloc noir» ou une « fissure dans la boue», ce qui a conduit à certains rapports négatifs de l'enig.

Avantages: bonne soudabilité, surface plane, longue durée de stockage, peut résister à plusieurs soudures à reflux.

Inconvénients: coût élevé (environ 5 fois supérieur à hasl), problèmes de « blocs noirs», utilisation de cyanure et d’autres produits chimiques nocifs dans le processus de fabrication.

4. Argent trempé

Le placage d'argent est une méthode de traitement de surface PCB nouvellement ajoutée. Il est principalement utilisé en Asie et est déployé en Amérique du Nord et en Europe.

Pendant le soudage, la couche d'argent fond dans le point de soudure, laissant un alliage étain / plomb / argent sur la couche de cuivre. Cet alliage fournit des points de soudure très fiables pour les boîtiers BGA. Sa couleur contrastée le rend facile à inspecter et constitue une alternative naturelle à hasl en soudage.

Le trempage d'argent est une technologie de traitement de surface très prometteuse, mais comme toutes les nouvelles technologies de traitement de surface, les utilisateurs finaux sont très conservateurs. De nombreux fabricants considèrent ce processus comme « à l’étude», mais il pourrait bien devenir le meilleur choix pour les processus de surface sans plomb.

Avantages: bonne soudabilité, surface lisse, remplacement naturel du trempage hasl.

Inconvénients: l'attitude conservatrice des utilisateurs finaux signifie que l'industrie manque d'informations pertinentes.

5. Trempage d'étain

Il s'agit d'un procédé de traitement de surface relativement nouveau qui présente de nombreuses caractéristiques similaires à celles du procédé d'imprégnation à l'argent. Cependant, en raison de la nécessité d'empêcher l'utilisation de thiourée (qui peut être un cancérogène) dans le processus de trempage de l'étain pendant la fabrication des plaques de PCB, d'importants problèmes de santé et de sécurité doivent être pris en compte. En outre, il convient de prêter attention à la migration de l'étain (effet "étain - bavure"), bien que les produits chimiques anti - migration puissent avoir un certain effet sur le contrôle de ce problème.

Avantages: bonne soudabilité, surface lisse et coût relativement faible.

Inconvénients: problèmes de santé et de sécurité, nombre limité de cycles thermiques.