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PCB技術

PCB技術 - 各種PCB回路 基板表面処理の利点と欠点の比較

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PCB技術 - 各種PCB回路 基板表面処理の利点と欠点の比較

各種PCB回路 基板表面処理の利点と欠点の比較

2021-10-07
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Author:Downs

熱風ハンダは平滑である

HASLは産業で使用される主な鉛表面処理プロセスである.プロセスは、回路 基板をリードすず合金に浸すことによって、形成される, そして、余分のハンダは、「空気ナイフ」によって取られます. いわゆる空気ナイフは、ボードの表面に吹きつける熱い空気です.PCAプロセスのために, HASLには多くの利点があります安いPCB基板, そして、複数のリフローはんだ付け後、表面層をはんだ付けすることができる, 洗浄と貯蔵. ICT用, HASLはまた、はんだ付けでテストパッドとビアを自動的に覆うプロセスを提供する. しかし, 既存の代替法に比べて, HASL面の平坦性または平面性は貧しい. 現在、いくつかの鉛フリーHSL代替プロセスがあります, HASLの自然な置換特性のためにますます人気が高まっている.長い間, HASLは良い結果を与えられた, しかし、「環境保護」グリーンプロセス要件の出現で, このプロセスの存在は. 無鉛の問題に加えて, ボードの複雑さと細かいピッチの増加は、HASLプロセスの多くの制限を公開している.


長所は、PCBの表面プロセスの低コスト、製造プロセス全体のはんだ付け性を維持し、ICTに負の影響はありません。


欠点:通常、鉛含有プロセスを使用する。鉛含有プロセスは現在制限され、最終的に2007年までに除去される。ファインピンピッチ(<0.64 mm)では、はんだブリッジングや厚みの問題を引き起こす可能性があります。不均一な表面は、アセンブリプロセスにおける共平面性問題を引き起こすことがある。


有機半田保護剤

有機はんだプロテクター(OSP)を用いて、PCBの銅表面上に薄い均一な保護層を形成する。このコーティングは、記憶およびアセンブリ動作中に回路を酸化から保護する。このプロセスは、長い間、されているが、最近では鉛フリー技術として人気を得ているとファインピッチソリューションが求められている。


共平面性とはんだ付け性に関しては、OSPはHASLよりもPCA組立での性能が良いが、フラックスの種類と熱サイクル数に対して重要なプロセス変化を必要とする。その酸性の特性のため、OSPパフォーマンスを減らして、酸化するのが簡単な銅を作るので、注意深い取扱いは必要です。アセンブラはより柔軟で、より多くの熱サイクルに耐えることができる金属表面を扱うのを好みます。


OSP表面処理を使用して、試験点が溶接されていない場合、それはICTの針床固定具との接触問題を引き起こす。単にOSP層を透過する鋭いプローブタイプに変わるだけで、損害を引き起こして、PCAテストビアまたはテストパッドを穿刺します。研究は、より高い検出力への切り替えまたはプローブタイプを変えることが歩留りにほとんど影響を与えないことを示しました。未処理銅は、リードされたはんだよりも降伏強度が高いので、露出した銅テストパッドを損傷するだけである。すべての試験性ガイドラインは、露出銅を直接探さないことを強く勧めます。OSPを使用する場合、ICTフェーズのためにOSP規則のセットを定義する必要があります。最も重要な規則は、ステンシルをPCBプロセスの開始時に開いて、半田ペーストをICTによって接触する必要があるテストパッド及びビアに適用することを必要とする。


利点:単位コスト、良い共平面性、無鉛プロセス、および改善されたはんだ付け性でHASLと匹敵する。


欠点:アセンブリプロセスは大きな変化を受ける必要がある. 未処理の銅表面が検出されるならば, それはICTに有害である. 先端のICTプローブが破損する可能性があります PCB, 手動予防措置を必要とする, ICT試験の制限と試験再現性の低下.

pcb board


無電解ニッケル‐金浸漬

無電解ニッケル金浸漬(enig)被覆を多くの回路基板に適用した。単位コストが高いが、平坦な表面と優れたはんだ付け性を有する。主な欠点は、無電解ニッケル層が非常に脆弱であり、機械的圧力下で破壊されることを見出した。これは、業界では“ブラックブロック”や“マッドクラック”と呼ばれています。


利点:優れたはんだ付け性、平らな表面、長い貯蔵寿命は、複数のリフローはんだ付けに耐えることができます。


欠点:高コスト(HASLの約5倍)、“ブラックブロック”問題、シアン化物と他の有害化学物質を使用して製造プロセス。


銀浸漬

銀浸漬はpcb表面処理の新たに添加した方法である。それは主にアジアで使われて、北アメリカ  とヨーロッパで進められています。


はんだ付け工程中、銀層ははんだ接合部に溶融し、銅層上に錫/鉛/銀合金を残す。この合金はbgaパッケージ用の非常に信頼できるはんだ接合を提供する。対照的な色は検査することを簡単にします、そして、それは溶接のHASLに対する自然な代わりでもあります。


銀の浸漬は非常に有望な開発の見通しで表面処理技術ですが、すべての新しい表面処理技術のように、エンドユーザーは非常に保守的です。多くのメーカーは、このプロセスを「調査中」プロセスと考えますが、それは最高の無鉛の表面プロセス選択になる可能性があります。


利点:優れた溶接性、滑らかな表面、HASL浸漬の自然な置換。


欠点:エンドユーザーの保守的態度は、業界に関連する情報が不足していることを意味します。


錫浸漬

これは比較的新しいものです表面処理 プロセス銀浸漬プロセスに多くの類似した特性を持つ. しかし, PCBのスズ浸漬中のチオ尿素の使用を防止する必要があるため(発癌性物質の可能性がある)ボード 製造プロセス、考慮する必要がある主要な健康と安全性の問題があります. 加えて, スズの移動(「スズバリ」効果)に注意しなければならない。抗マイグレーション剤はこの問題をコントロールするのに効果がある.


利点:良好な溶接性、滑らかな表面、比較的低コスト。


欠点:健康と安全性の問題、限られた数の熱サイクル。