Teknik PCB - Perbandingan keuntungan dan kelemahan pelbagai rawatan permukaan PCB

1. Tentera udara panas adalah lembut

HASL adalah proses pembawaan permukaan utama yang digunakan dalam industri. Proses ini dibentuk dengan menyelam papan sirkuit dalam legasi lead-tin, dan solder yang berlebihan dibuang dengan "pisau udara". The so-called air knife is hot air blowing on the surface of the board. Untuk proses PCA, HASL mempunyai banyak keuntungan: ia adalah PCB yang paling murah, dan lapisan permukaan boleh disediakan selepas penyelamatan, pembersihan dan penyimpanan reflow berbilang. Untuk ICT, HASL juga menyediakan proses untuk menutupi pads ujian secara automatik dan vias dengan tentera. Namun, dibandingkan dengan kaedah alternatif yang ada, keseluruhan atau koplanariti permukaan HASL adalah lemah. Sekarang ada beberapa proses alternatif HASL bebas lead, yang semakin populer kerana ciri-ciri penggantian alami HASL. Selama bertahun-tahun, HASL telah dilaksanakan dengan keputusan yang baik, tetapi dengan muncul keperluan proses hijau "perlindungan persekitaran", kewujudan proses ini dihitung. Selain masalah bebas lead, peningkatan kompleksiti papan dan pitch yang lebih baik telah mengekspos banyak keterangan proses HASL.

Keuntungan: Proses permukaan PCB yang paling rendah, mengekalkan kemudahan tentera sepanjang proses penghasilan, dan tidak mempunyai kesan negatif pada ICT.

Kegagalan: Biasanya proses yang mengandungi lead digunakan. Proses yang mengandungi pemimpin kini diharamkan dan akhirnya akan dibuang sebelum 2007. Untuk pitch pin halus (<0.64mm), ia boleh menyebabkan masalah jembatan tentera dan tebal. Permukaan yang tidak sama boleh menyebabkan masalah koplanariti dalam proses pemasangan.

2. Ejen perlindungan askar organik

Pelindung Solder Organic (OSP) digunakan untuk menghasilkan lapisan perlindungan tipis dan seragam pada permukaan tembaga PCB. Penutup ini melindungi sirkuit dari oksidasi semasa penyimpanan dan pengumpulan operasi. Proses ini telah berada di sekitar untuk masa yang lama, tetapi baru-baru ini ia telah mendapat popularitas sebagai teknologi bebas lead dan penyelesaian-pitch yang baik dicari.

Dalam terma koplanariti dan keterbatasan, OSP mempunyai prestasi yang lebih baik dalam kumpulan PCA daripada HASL, tetapi memerlukan perubahan proses yang signifikan kepada jenis aliran dan bilangan siklus panas. Kerana ciri-ciri asasnya akan mengurangi prestasi OSP dan membuat tembaga mudah untuk oksidasi, jadi pengendalian berhati-hati diperlukan. Pemasang lebih suka merawat permukaan logam yang lebih fleksibel dan boleh menahan lebih banyak siklus panas.

Menggunakan rawatan permukaan OSP, jika titik ujian tidak disewelded, ia akan menyebabkan masalah kenalan dengan peralatan katil jarum dalam ICT. Hanya mengubah ke jenis sonda yang lebih tajam untuk menembus lapisan OSP hanya akan menyebabkan kerosakan dan menekan ujian PCA melalui atau pad ujian. Studi telah menunjukkan bahawa menukar ke kekuatan pengesan yang lebih tinggi atau mengubah jenis sonda mempunyai sedikit kesan pada hasil. Sampah yang tidak dirawat mempunyai tertib besar kekuatan keuntungan yang lebih tinggi daripada askar leaded, dan satu-satunya hasil adalah bahawa ia akan merusak pad ujian tembaga yang terkena. Semua petunjuk kebenaran menyarankan untuk tidak menguji tembaga yang terkena secara langsung. Apabila menggunakan OSP, perlu menentukan set peraturan OSP untuk fasa ICT. Peraturan yang paling penting memerlukan Stencil dibuka pada permulaan proses PCB untuk membenarkan pasang tentera untuk dilaksanakan pada pads ujian dan vias yang perlu dihubungi oleh ICT.

Keuntungan: Dibandingkan dengan HASL dalam biaya unit, koplanariti yang baik, proses bebas lead, dan kemudahan tentera yang lebih baik.

Kegagalan: Proses pemasangan perlu mengalami perubahan utama. Jika permukaan tembaga tidak diproses dikesan, ia akan merugikan ICT. Sond-sond ICT tertinggi mungkin merusak PCB, memerlukan tindakan pencegahan manual, membatasi ujian ICT dan mengurangi kemampuan mengulang ujian.

3. Penyelam emas nikel tanpa elektrik

Penutup nikel-emas tanpa elektrik (ENIG) telah berjaya dilaksanakan pada banyak papan sirkuit. Walaupun ia mempunyai biaya unit yang lebih tinggi, ia mempunyai permukaan rata dan tentera yang baik. Kegagalan utama adalah bahawa lapisan nikel tanpa elektro sangat rapuh dan telah ditemukan telah patah di bawah tekanan mekanik. Ini dipanggil "blok hitam" atau "retak lumpur" dalam industri, yang telah membawa kepada beberapa laporan negatif dari ENIG.

Keuntungan: kemudahan tentera yang baik, permukaan rata, kehidupan penyimpanan panjang, boleh menahan banyak tentera reflow.

Kegagalan: biaya tinggi (kira-kira 5 kali HASL), "blok hitam" masalah, proses penghasilan menggunakan cianid dan bahan kimia berbahaya lain.

4. Silver Immersion

Penyelam perak adalah kaedah baru ditambah untuk rawatan permukaan PCB. Ia terutama digunakan di Asia dan dipromosikan di Amerika Utara dan Eropah.

Semasa proses tentera, lapisan perak mencair ke dalam kumpulan tentera, meninggalkan tin/lead/silver alloy pada lapisan tembaga. Liu ini menyediakan kongsi tentera yang sangat dipercayai untuk pakej BGA. Warna bertentangan membuatnya mudah untuk diperiksa, dan ia juga alternatif alami untuk HASL dalam penywelding.

Penyelam perak adalah teknologi pemprosesan permukaan dengan prospek pembangunan yang sangat berjanji, tetapi seperti semua teknologi pemprosesan permukaan baru, pengguna akhir sangat konservatif. Banyak pembuat menganggap proses ini sebagai proses "dalam penyelidikan", tetapi ia mungkin menjadi pilihan proses permukaan bebas lead yang terbaik.

Keuntungan: keseluruhan yang baik, permukaan licin, penggantian semulajadi penyelamatan HASL.

Kegagalan: Sifat konservatif pengguna akhir bermakna bahawa terdapat kekurangan maklumat berkaitan dalam industri.

5. Penyelam Tin

Ini adalah proses perlawanan permukaan yang relatif baru, yang mempunyai banyak ciri-ciri yang sama dengan proses penyelamatan perak. Namun, kerana perlukan untuk mencegah thiourea (yang mungkin karcinogen) yang digunakan dalam proses penyemburan tin dalam proses penghasilan papan PCB, terdapat masalah kesehatan dan keselamatan utama yang perlu dipertimbangkan. Selain itu, perhatian patut diberikan kepada migrasi tin ("kesan burr tin"), walaupun bahan kimia anti-migrasi boleh mencapai kesan tertentu dalam mengawal masalah ini.

Keuntungan: kesesuaian yang baik, permukaan licin, biaya relatif rendah.

Kegagalan: masalah kesehatan dan keselamatan, jumlah terbatas siklus panas.