Teknik PCB - Analisi keuntungan dan kelemahan rawatan permukaan PCB

Dengan peningkatan terus menerus keperluan manusia untuk persekitaran hidup, isu persekitaran yang terlibat dalam proses produksi PCB telah menerima semakin banyak perhatian.

Mengapa kita perlu rawatan istimewa di permukaan PCB?

Tujuan yang paling asas untuk rawatan permukaan PCB adalah untuk memastikan kemudahan tentera atau ciri-ciri elektrik yang baik. Kerana tembaga di udara mudah untuk oksid, lapisan oksid tembaga mempunyai pengaruh yang besar pada penywelding, dan mudah untuk membentuk penywelding palsu, yang akan menyebabkan pads dan komponen tidak dapat penywelding. Oleh itu, proses akan muncul dalam pembuatan dan pembuatan PCB, iaitu, garis permukaan pad dikelilingi (dilapis) dengan lapisan bahan untuk melindungi pad daripada oksidasi.

1. PCB Bebas Lead

Pada masa ini, teknologi pemprosesan noodle secara langsung PCB kilang papan rumah termasuk: tin semburah (HASL, penerbangan panas lebih lama), penerbangan solder panas, penerbangan udara panas, OSP (anti-oksidasi), plating nikel-emas, precipitation tin, depositi perak, nickel-palladium-emas kimia, elektroplating emas keras, dll. - akan ada beberapa proses rawatan permukaan PCB istimewa dalam aplikasi istimewa.

2. Tin sembur (aras udara panas)PCB

Proses umum penerbangan udara panas adalah: mikro-korrosion, pemanasan awal, tinning, cuci sprey.

Penyelesaikan udara panas, juga dikenali sebagai penyelamatan udara panas (biasanya dikenali sebagai semburahan tin), adalah untuk menutupi penyelamat tin cair (lead) di permukaan PCB dan udara termampat panas untuk menyelesaikannya untuk membentuk lapisan resistensi oksidasi tembaga dan keterbatasan tentera yang baik. Lantai. Tentera dan tembaga membentuk komponen intermetal tembaga-tin di persimpangan tentera udara panas dan tembaga. PCB biasanya ditenggelamkan dalam solder cair untuk menyelesaikan udara panas; pisau udara memecahkan solder cair sebelum solder memecahkan; pisau udara mengurangi bentuk meniskus askar di permukaan tembaga dan mencegah jembatan askar.

Udara panas dibahagi ke jenis menegak dan mengufuk. Ia secara umum dianggap jenis mengufuk lebih baik, terutama kerana penapisan udara panas mengufuk lebih seragam dan boleh menyadari produksi automatik.

Keuntungan: harga rendah, prestasi penywelding yang baik.

Kegagalan: Kerana permukaan selesai lemah plat tin semburan, ia tidak sesuai untuk penyelesaian pins kosong tipis dan sebahagian terlalu kecil. Kacang tentera cenderung untuk menghasilkan kacang tentera semasa pemprosesan PCB, dan cenderung untuk sirkuit pendek untuk komponen pitch halus. Apabila digunakan dalam proses SMT dua sisi, kerana permukaan kedua telah dipindahkan semula pada suhu tinggi, penyemburan TiN kemungkinan untuk menghasilkan kacang tin atau tetesan air yang serupa ke titik tin sferikal yang terkesan oleh graviti, menghasilkan permukaan yang tidak sama, sehingga mempengaruhi masalah penyelamatan.

2. Pertahanan Solderabiliti Organik (OSP)PCB

Proses umum adalah sebagai berikut: mengurangi->; micro-corrosion>; pickling>; pembersihan air murni>; penyamaran organik>; pembersihan, kawalan proses lebih mudah daripada proses lain, menunjukkan proses rawatan lebih mudah.

OSP ialah proses untuk rawatan permukaan papan sirkuit cetak (PCB) foil tembaga menurut arahan RoHS. Dikira-kira kira-kira 25% daripada PCB kini menggunakan proses OSP, dan proses OSP telah meningkat (kemungkinan proses OSP kini telah melebihi penyemburan tin dan berturut-turut terlebih dahulu). Proses OSP boleh digunakan untuk PCB teknologi rendah atau PCB teknologi tinggi, seperti TV satu sisi dan PCB, papan pakej cip densiti tinggi, dll. Untuk BGA, terdapat juga banyak aplikasi OSP. Jika PCB tidak mempunyai keperluan fungsional untuk sambungan permukaan atau pembatasan masa penyimpanan, proses OSP akan menjadi proses penyelesaian permukaan yang paling ideal.

Keuntungan: proses sederhana, permukaan licin, sesuai untuk tentera bebas lead dan SMT. Ulangkerja yang sesuai, produksi dan operasi yang sesuai, sesuai untuk operasi mengufuk. Ia sesuai untuk persatuan proses berbeza (seperti OSP+ENIG), biaya rendah dan ramah dengan persekitaran.

Kegagalan: Bilangan tentera reflow terbatas (filem akan rosak jika tebal tentera berbilang diulang, dan pada dasarnya tiada masalah dengan 2 kali). Tidak sesuai untuk teknologi krimping dan ikatan wayar. Pemeriksaan visual dan pengukuran elektrik tidak sesuai. SMT perlukan perlindungan nitrogen. Ubahkerja SMT tidak berlaku. Perlu keadaan penyimpanan yang lebih tinggi.

3. Seluruh papan adalah nickel-plated emas PCB

Permukaan PCB lapisan emas dikelilingi dengan lapisan nikel dan kemudian dengan lapisan emas. Plating nikel adalah terutama untuk mencegah penyebaran antara emas dan tembaga. Ada dua jenis lapisan nikel: emas lembut (emas murni, permukaan emas tidak kelihatan cerah) dan lapisan emas keras (permukaan lembut dan keras, resisten kepada pakaian, mengandungi kobalt dan elemen lain, dan permukaan emas kelihatan lebih cerah). Emas lembut terutama digunakan untuk wayar emas dari pakej cip, dan emas keras terutama digunakan untuk sambungan elektrik bahagian yang tidak terweld.

Keuntungan: masa penyimpanan panjang>; 12 bulan. Tersesuai untuk desain tukar hubungan dan pembungkus wayar emas. Tersesuai untuk ujian elektrik.

Kegagalan: harga tinggi dan emas tebal. Apabila meletakkan jari emas, garis rancangan tambahan diperlukan untuk menjalankan listrik. Oleh kerana tebal lapisan emas tidak perlu menyebabkan memeluk kesatuan tentera, ini akan mempengaruhi kekuatan kesatuan tentera. Kesempatan permukaan penutup. Emas nikel elektroplad tidak akan membungkus pinggir wayar. Tidak sesuai untuk bundling wayar aluminum.

4. Immersion goldPCB

Proses umum adalah sebagai berikut: selain pembersihan pickling>; micro-corrosion>; prepreg->; activation->; Plating nikel tanpa elektro>; emas penyemburan kimia; amount in units (real) ada 6 bilik mandi kimia dalam proses ini, melibatkan hampir 100 jenis kimia, proses ini lebih kompleks.

Emas adalah lapisan tebal legu emas nikel yang dilipat di permukaan tembaga, yang boleh melindungi PCB untuk masa yang lama. Selain itu, ia juga mempunyai toleransi persekitaran yang proses rawatan permukaan lain tidak mempunyai. Selain itu, emas juga boleh mencegah penyebaran tembaga, yang akan memudahkan pemasangan bebas lead.

Keuntungan: tidak mudah untuk oksidasi, masa penyimpanan panjang, permukaan licin, sesuai untuk penyelesaian pins kosong halus dan komponen kongsi tentera kecil. Papan PCB kekunci dipilih (seperti papan telefon bimbit). Tentera semula boleh diulang banyak kali, dan kemudahan tentera tidak dikurangi secara signifikan. Ia boleh digunakan sebagai bahan as as kawat penywelding COB (ChipOnBoard).

Kegagalan: biaya tinggi, kekuatan penywelding yang lemah, kerana proses nikel tanpa elektro digunakan, ia cenderung kepada masalah cakera hitam. Lapisan nikel akan oksidasi pada masa, dan kepercayaan jangka panjang adalah masalah.

5. TinPCB tenggelam

Pada masa ini, semua tentera berdasarkan tin, jadi lapisan tin boleh dipadamkan dengan mana-mana jenis tentera. Proses depositi TiN boleh membentuk komponen intermetal tembaga-tin rata, sehingga lapisan plating tin mempunyai keterbatasan yang sama dengan penerbangan udara panas, daripada penerbangan udara panas; Plat tin tidak boleh disimpan terlalu lama dan mesti dikumpulkan dalam perintah deposit tin.

Keuntungan: sesuai untuk produksi mengufuk. Tersesuai untuk pemprosesan wayar halus, sesuai untuk tentera bebas lead, terutama sesuai untuk proses kosong. Kelajuan yang bagus, sesuai untuk SMT.

Kegagalan: Keadaan penyimpanan yang baik (sebaiknya tidak lebih dari 6 bulan) diperlukan untuk mengawal pertumbuhan wisker tin. Tidak sesuai untuk desain tukar kenalan. Dalam proses produksi, keperluan proses filem penyeludupan perlahan sangat tinggi, jika tidak filem penyeludupan perlahan akan jatuh. Lebih baik untuk melindungi gas nitrogen semasa penyeludupan berbilang. Ujian elektrik juga masalah.

6. Immersion SilverPCB

Proses penutup perak adalah antara penutup perak organik dan penutup nikil kimia/emas, dan proses adalah mudah dan cepat. Walaupun terkena panas, kemudahan dan pencemaran, perak masih boleh menyimpan kemudahan tentera yang baik, tetapi ia akan kehilangan keinginannya. Perak tidak mempunyai kekuatan fizikal yang baik dari nikel tanpa elektro/plating emas kerana tiada nikel di bawah lapisan plating perak.

Keuntungan: proses sederhana, sesuai untuk tentera bebas lead, permukaan licin, biaya rendah, sesuai untuk wayar yang sangat tipis.

Kegagalan: keadaan penyimpanan tinggi dan pencemaran mudah. Kekuatan penyelesaian cenderung kepada masalah (masalah mikrokaviti). Copper di bawah filem penywelding perlawanan cenderung untuk elektromigrasi dan gigitan Javanni. Keukuran elektrik juga masalah.

7. PCB emas nikil kimia palladium

Berbanding dengan emas, nikel kimia, palladium dan emas mempunyai lapisan tambahan palladium antara nikel dan emas. Palladium boleh mencegah kerosakan disebabkan oleh reaksi pemindahan dan membuat persiapan yang sesuai untuk depositi emas. Di sisi lain, emas ditutup dengan ketat oleh palladium, menyediakan permukaan kenalan yang baik.

Keuntungan: sesuai untuk tentera bebas lead. Permukaan sangat rata dan sesuai untuk SMT. Lubang ini juga boleh ditutup dengan nikel dan emas. Dalam jangka panjang, keadaan penyimpanan tidak kasar. Tersesuai untuk ujian elektrik. Sesuai untuk menukar reka kenalan. Sesuai untuk ikatan wayar aluminium, sesuai untuk plat tebal, resistensi kuat terhadap serangan persekitaran.

8. Plat emas keras PCB

Untuk meningkatkan perlawanan pakaian produk, meningkatkan bilangan penyisipan dan pembuangan, dan elektroplat emas keras.

Proses perawatan permukaan papan sirkuit dicetak tidak berubah banyak, dan ia masih kelihatan menjadi perkara yang jauh, tetapi perlu dicatat bahawa perubahan perlahan jangka panjang akan menyebabkan perubahan besar. Dengan meningkat perlindungan persekitaran, proses rawatan permukaan PCB pasti akan mengalami perubahan besar di masa depan.