PCB Tecnico - Processo di trattamento superficiale del circuito stampato

Processo di trattamento superficiale del circuito stampato

Dopo che la tecnologia del cliente disegna il circuito stampato PCB, verrà inviato alla fabbrica di prova PCB o alla produzione di massa. Quando effettueremo l'ordine alla fabbrica di circuiti stampati, allegheremo un documento di descrizione del processo di elaborazione del circuito stampato PCB, uno dei quali è quello di indicare quale processo di trattamento superficiale PCB scegliere e diversi processi di trattamento superficiale PCB avranno un impatto maggiore sulla quotazione finale di elaborazione del PCB e diversi processi di trattamento superficiale PCB avranno spese diverse. L'editor vorrebbe parlarvi degli attuali processi comuni di trattamento delle superfici PCB, dei vantaggi e degli svantaggi dei diversi processi di trattamento delle superfici PCB e degli scenari applicabili in molte fabbriche domestiche di schede PCB.

Allora perché abbiamo bisogno di eseguire un trattamento speciale sulla superficie del PCB?

Poiché il rame è facilmente ossidato nell'aria, lo strato di ossido di rame ha una grande influenza sulla saldatura ed è facile formare saldatura falsa e saldatura virtuale. In casi gravi, i cuscinetti e i componenti non possono essere saldati. Per questo motivo, i PCB sono in produzione. In questo momento, ci sarà un processo per rivestire (placcare) uno strato di materiale sulla superficie del pad per proteggere il pad dall'ossidazione.

Allo stato attuale, i processi di trattamento superficiale PCB delle fabbriche di circuiti stampati domestici includono: stagno spray (HASL, hotairsolderleveling), stagno, argento ad immersione, OSP (anti-ossidazione), oro ad immersione chimica (ENIG), oro galvanizzato, ecc., Naturalmente, speciale Ci sono anche alcuni processi speciali di trattamento superficiale del circuito stampato nell'applicazione.

Confrontando diversi processi di trattamento superficiale PCB, i loro costi sono diversi. Naturalmente, anche le occasioni utilizzate sono diverse. Solo quelli giusti non sono selezionati. Non c'è un processo perfetto di trattamento superficiale PCB. Il prezzo può soddisfare tutti gli scenari di applicazione PCB), quindi ci sono così tanti mestieri per noi da scegliere. Naturalmente, ogni mestiere ha i suoi meriti, e l'esistenza di loro è ragionevole. La chiave è che dobbiamo conoscerli e usarli bene.

Confrontiamo i vantaggi e gli svantaggi e gli scenari applicabili dei diversi processi di trattamento superficiale del circuito stampato PCB.

Vantaggi: basso costo, superficie liscia, buona saldabilità (in assenza di ossidazione).

Svantaggi: È facile essere colpiti da acido e umidità e non può essere conservato a lungo. Deve essere utilizzato entro 2 ore dalla disimballaggio, perché il rame è facilmente ossidato quando esposto all'aria; Non può essere utilizzato per tavole bifacciali perché il secondo lato dopo la prima saldatura a riflusso è già ossidato. Se ci sono punti di prova, la pasta di saldatura deve essere stampata per evitare l'ossidazione, altrimenti non sarà in buon contatto con le sonde.

Piastra stagna spray (HASL, HotAirSolderLevelling, livellamento dell'aria calda)

Vantaggi: prezzo più basso, buona prestazione di saldatura.

Svantaggi: Non adatto per perni di saldatura con spazi sottili e componenti troppo piccoli, perché la planarità superficiale della piastra di stagno spray è scarsa. Le perle di saldatura sono soggette a essere prodotte durante l'elaborazione del circuito stampato ed è più facile causare cortocircuiti per i componenti a passo fine. Quando utilizzato nel processo SMT bifacciale, poiché il secondo lato ha subito una saldatura a riflusso ad alta temperatura, è molto facile spruzzare lo stagno e ri-fondere, con conseguente perline di stagno o goccioline simili che sono influenzate dalla gravità in punti di stagno sferici, che rendono la superficie ancora peggiore. L'appiattimento influisce sui problemi di saldatura.

Il processo di spruzzatura dello stagno utilizzato per dominare il processo di trattamento superficiale del circuito stampato. Negli anni '80, più di tre quarti dei circuiti stampati utilizzavano il processo di stagno spray, ma l'industria ha ridotto l'uso del processo di spruzzo di stagno negli ultimi dieci anni. Si stima che circa il 25%-40% dei PCB utilizza il processo di stagno spray. Artigianato. Il processo di spruzzo dello stagno è sporco, sgradevole e pericoloso, quindi non è mai stato un processo preferito, ma il processo di spruzzo dello stagno è un processo eccellente per componenti e fili più grandi con una distanza maggiore. Nei PCB ad alta densità, la planarità del processo di spruzzatura dello stagno influenzerà il successivo assemblaggio; Pertanto, le schede HDI generalmente non utilizzano il processo di spruzzatura dello stagno del circuito stampato. Con l'avanzamento della tecnologia, l'industria ha ora un processo di spruzzatura di stagno adatto per l'assemblaggio di QFP e BGA con altezze più piccole, ma ci sono meno applicazioni pratiche. Attualmente, alcune fabbriche di circuiti stampati utilizzano la tecnologia OSP e la tecnologia dell'oro ad immersione per sostituire il processo di spruzzatura dello stagno; Gli sviluppi tecnologici hanno anche indotto alcune fabbriche di circuiti stampati ad adottare processi di immersione in stagno e argento. Insieme alla tendenza senza piombo negli ultimi anni, l'uso della tecnologia di spruzzatura dello stagno è stato ulteriormente limitato. Sebbene ci sia stata la cosiddetta spruzzatura di stagno senza piombo, questo può comportare problemi di compatibilità delle apparecchiature.

OSP (OrganicSolderingConservante, anti-ossidazione)

Vantaggi: Ha tutti i vantaggi della saldatura di rame nudo PCB. La scheda scaduta (tre mesi) può anche essere ricomparsa, ma di solito solo una volta.

Svantaggi: facilmente influenzati da acido e umidità. Quando utilizzato nella saldatura secondaria a riflusso, deve essere completato entro un certo periodo di tempo e di solito l'effetto della seconda saldatura a riflusso sarà relativamente povero. Se il tempo di conservazione supera i tre mesi, deve essere ricomparso. Deve essere utilizzato entro 24 ore dall'apertura della confezione. OSP è uno strato isolante, quindi il punto di prova deve essere stampato con pasta di saldatura per rimuovere lo strato OSP originale prima che possa contattare il punto di pin per test elettrici.

Si stima che circa il 25%-30% dei PCB attualmente utilizza il processo OSP, e la percentuale è in aumento (è probabile che il processo OSP abbia superato la spruzzatura di stagno e sia al primo posto). Il processo OSP può essere utilizzato su PCB low-tech e PCB high-tech, come PCB per televisori monolaterali e schede per imballaggi chip ad alta densità. Per BGA, OSP ha più applicazioni. Se il PCB non ha requisiti funzionali per il collegamento superficiale o la limitazione del periodo di conservazione, il processo OSP sarà il processo di trattamento superficiale più ideale.

Oro ad immersione (ENIG, ElectrolessNickelImmersionGold)

Vantaggi: Non è facile da ossidare, può essere immagazzinato a lungo e la superficie è piana, adatta per saldare perni e componenti con piccoli giunti saldati. La prima scelta per schede PCB con pulsanti (come schede per telefoni cellulari). La saldatura a riflusso può essere ripetuta molte volte senza ridurre la sua saldabilità. Può essere utilizzato come substrato per l'incollaggio del filo COB (ChipOnBoard).

Svantaggi: alto costo, scarsa resistenza alla saldatura, perché viene utilizzato il processo di nichelatura elettroless, è facile avere il problema del disco nero. Lo strato di nichel si ossida nel tempo e l'affidabilità a lungo termine è un problema.

Il processo di immersione dell'oro è diverso dal processo OSP. Viene utilizzato principalmente su schede con requisiti di connessione funzionali e un lungo periodo di conservazione sulla superficie, come l'area della tastiera di un telefono cellulare, l'area di connessione del bordo dell'alloggiamento del router e i contatti elettrici per il collegamento elastico del processore chip. Area. A causa del problema di planarità del processo di spruzzatura dello stagno e della rimozione del flusso del processo OSP, l'uso dell'oro ad immersione è stato ampiamente utilizzato negli anni '90; in seguito, a causa della comparsa di dischi neri e fragili leghe di nichel-fosforo, l'applicazione dell'oro ad immersione è stata ridotta., Ma al momento quasi ogni fabbrica di PCB ad alta tecnologia ha filo d'oro affondante. Considerando che il giunto di saldatura diventerà fragile quando si rimuove il composto intermetallico rame-stagno, ci saranno molti problemi nel composto intermetallico nichel-stagno relativamente fragile. Pertanto, i prodotti elettronici portatili (come i telefoni cellulari) quasi tutti utilizzano giunti di saldatura composti intermetallici rame-stagno formati da OSP, argento ad immersione o stagno ad immersione e l'oro ad immersione viene utilizzato per formare l'area chiave, l'area di contatto e l'area di schermatura EMI, che è il cosiddetto artigianato selettivo dell'oro ad immersione. Si stima che circa il 10%-20% dei PCB attualmente utilizza processi di nichel elettroless/oro ad immersione.

Argento ad immersione (ENIG, ElectrolessNickelImmersionGold)

Immersion Silver è più economico di Immersion Gold. Se il PCB ha requisiti funzionali di connessione e deve ridurre i costi, Immersion Silver è una buona scelta; Insieme alla buona planarità e contatto di Immersion Silver, allora il processo Immersion Silver dovrebbe essere scelto. Immersion Silver ha molte applicazioni in prodotti di comunicazione, automobili e periferiche per computer, così come nella progettazione di segnali ad alta velocità. Poiché Immersion Silver ha buone proprietà elettriche che altri trattamenti superficiali non possono eguagliare, può essere utilizzato anche nei segnali ad alta frequenza. EMS consiglia di utilizzare il processo di immersione in argento perché è facile da montare e ha una migliore verificabilità. Tuttavia, a causa di difetti come macchie e vuoti dei giunti di saldatura, la crescita dell'argento ad immersione è lenta (ma non decrescente). Si stima che circa il 10%-15% dei PCB attualmente utilizza la tecnologia dell'argento ad immersione.

Shen Tin (ENIG, ElectrolessNickelImmersionGold)

L'introduzione dell'affondamento dello stagno nel processo di trattamento delle superfici è avvenuta negli ultimi dieci anni e l'emergere di questo processo è il risultato dei requisiti dell'automazione della produzione. Lo stagno di immersione non porta alcun nuovo elemento nell'area di saldatura, che è particolarmente adatto per backplanes per la comunicazione. Lo stagno perderà la sua saldabilità oltre il periodo di conservazione della scheda, quindi l'affondamento dello stagno richiede migliori condizioni di conservazione. Inoltre, il processo di immersione in stagno è limitato a causa delle sostanze cancerogene in esso contenute e si stima che circa il 5-10% dei PCB attualmente utilizza il processo di immersione in stagno.