Teknik PCB - Kesan rawatan permukaan PCB bebas lead pada ICT

Abstrakt: Kemunculan PCB bebas lead menyebabkan masalah baru untuk ujian dalam sirkuit (ICT). Artikel ini menggambarkan proses rawatan permukaan PCB yang ada dan menganalisis kesan proses ini pada ICT. Ditunjukkan bahawa kunci ICT adalah *** * Kepercayaan hubungan dengan titik ujian, dan memperkenalkan perubahan khusus yang perlu dibuat semasa proses pembinaan PCB untuk memenuhi keperluan ICT.

ICT masih bermain peran penting dalam proses penghasilan dan ujian pemasangan papan sirkuit cetak (PCA), tetapi bagaimana pengejaran orang untuk PCB bebas lead akan mempengaruhi tahap ICT?

Artikel ini akan bercakap tentang rawatan permukaan PCB bebas lead, terutama dalam tahap ICT proses pembuatan, dan mengungkap bahawa ujian berjaya rawatan permukaan bebas lead juga bergantung pada kontribusi yang berguna dari proses pembuatan PCB.

Pemilihan proses rawatan permukaan PCB

Sebelum kita memahami penyebab dan kesan, sangat penting untuk menggambarkan jenis proses rawatan permukaan PCB yang tersedia dan apa jenis ini boleh menyediakan. Semua papan sirkuit cetak (PCB) mempunyai lapisan tembaga di papan. Jika lapisan tembaga tidak dilindungi, ia akan dioksidasi dan rosak. Terdapat banyak lapisan perlindungan yang berbeza yang tersedia, yang paling umum ialah penerbangan tentera udara panas (HASL), perlindungan tentera organik (OSP), penyelamatan nikel-emas tanpa elektron (ENIG), penyelamatan perak, dan penyelamatan tin.

Aras Solder Udara Panas (HASL)

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: Teknologi 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.

Pelindung Solder 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.

Menggunakan rawatan permukaan OSP, jika titik ujian tidak disewelded, ia akan menyebabkan masalah kenalan tempat menetap jarum dalam ICT. Hanya berubah ke jenis **** yang lebih tajam untuk melewati lapisan OSP hanya akan menyebabkan kerosakan dan menekan vial ujian PCA atau pads ujian. Studi telah menunjukkan bahawa menukar ke kekuatan pengesan yang lebih tinggi atau mengubah jenis **** 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.

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 baik, 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.

tenggelam 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 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.

Atas adalah kaedah utama pemprosesan bebas lead PCB. HASL masih akan menjadi teknologi pemprosesan PCB yang paling digunakan. Dalam kes ini, tidak akan ada perubahan untuk jurutera ujian. Dalam beberapa negara, HASL telah dilarang oleh undang-undang dan alternatif telah diadopsi. Semasa penghasilan PCA berkembang ke kawasan global yang berbeza, akan ada semakin banyak proses pemprosesan bebas lead yang boleh dilihat dalam ujian ICT. Walaupun OSP bukanlah alternatif alami untuk HASL, ia telah menjadi penyelesaian rawatan alternatif yang dipilih oleh penghasil PCA. Apabila proses tidak diubah untuk membenarkan tampalan solder digunakan pada pads ujian dan vias, ini akan menyebabkan masalah kepercayaan ujian ICT sebenar

Kesimpulan ialah proses rawatan permukaan PCB tidak sempurna, dan setiap kaedah mempunyai isu-isunya sendiri yang perlu dipertimbangkan. Beberapa masalah ini lebih serius daripada yang lain, dan semua proses pengubahan permukaan PCB bebas lead perlu diubahsuai dalam langkah proses untuk mencegah masalah kepercayaan kenalan fixture dalam ICT.

Pengesanan langsung permukaan tembaga bergabung dengan kekuatan yang lebih tinggi yang diperlukan untuk menembus lapisan OSP mencipta ancaman potensi sebenar untuk merusak lapisan tembaga tipis dan menyebabkan sirkuit pendek dalaman. Oleh itu, rekomendasi kita adalah untuk tidak pernah mengesan permukaan tembaga yang terkena. Contoh-contoh baru-baru ini menunjukkan bahawa selepas 5 hingga 10 kegembiraan perangkap, butang papan atau titik ujian boleh ditekan.

Untuk beberapa pembuat PCA, kesan OSP pada ICT telah menyebabkan masalah besar yang mereka tidak lagi menggunakan OSP sama sekali. Pembuat lain mula belajar bagaimana mengikut "peraturan OSP" yang terdaftar di bawah. "Peraturan OSP" untuk pemasangan ujian dan prosedur ICT: Perhatikan cadangan ujian industri terbaru, seperti www.smta.org. - Sentiasa tambah tepukan tentera ke titik sambungan ujian (pad ujian atau melalui), dan jangan suntikan lapisan tembaga yang terkena ditutup oleh OSP.

Nampaknya perkembangan beberapa syarikat PCB adalah OSP dianggap sebagai alternatif alami untuk HASL. Pilihan ini mungkin disebabkan pengakuan simpanan biaya unit. jurutera ICT patut memperhatikan trend ini: PCB-plat OSP tidak akan mencapai prestasi proses perawatan permukaan bebas lead pilihan lain, kecuali pad ujian ditutup oleh solder.