PCB Блог - Исследования и рекомендации по технологии обработки поверхности

появление технологий без свинца панель PCB haS raiSed Новые вопросы для тестирования(ICT). В настоящем документе описываются существующие технологии обработки поверхности PCB и анализируются их последствия для ICT. Было отмечено, что ключевыми факторами, влияющими на ИКТ, являются зондирование и ИКТ. проверка надежности контакта между точками и описание конкретных изменений, которые необходимо внести в конструкцию PCB для выполнения требований ICT. в истории, главное внимание инженера - испытателя - удостовериться в том, что у него есть эффективная программа тестирования в производстве.. "In-Circuit Test (ICT)" остается эффективным способом обнаружения дефектов. более совершенная система ICT может также повысить реальную ценность конфигурации тестовых функций, предоставив средства программирования для Flash, PLD, FPGA, EPROM во время тестирования. система Angelen 3070 может быть реализована в ICT. ИКТ по - прежнему играют важную роль в изготовлении и испытании компонентов печатных плат (PCA), Тем не менее, как осуществление безэтилированного PCB повлияет на этап ICT? Продвижение технологии бессвинцовой сварки привело к обширным исследованиям технологии обработки поверхности панель PCBs. Эти исследования в основном основаны на технических характеристиках в процессе строительства PCB. влияние различных технологий обработки поверхности PCB на этап тестирования в основном проигнорировано, контактное сопротивление. в ней будет содержаться подробная информация о наблюдаемых последствиях ИКТ, а также о необходимости реагирования на эти изменения и их понимания..

Цель настоящего документа заключается в обмене опытом в следующих областях: панель PCB изменение технологических требований производства ICT PCB. В настоящем документе будут рассмотрены поверхностные аспекты, особенно на этапе производства ICT, Кроме того, было установлено, что успешные испытания на поверхности, не содержащей свинца, также зависят от полезного вклада структурных процессов PCB. успешное испытание ICT всегда основано на физических свойствах точек соприкосновения между измерительными зондами и испытательным электродом на устройстве с игольчатой кроватью и PCB.. когда очень острый зонд соприкасается с контрольно - измерительной точкой, припой будет тонуть, потому что контактное давление зонда намного выше, чем предел текучести припоя. Потому что припой вогнут, зонд проходит через любую примесь на поверхности испытательной подушки. Следующий незагрязненный припой сейчас вступает в контакт с зондом, хорошо контактирует с контрольным пунктом. глубина погружения зонда является прямой функцией силы текучести материала - цели. зонд проникает глубже, контакт лучше. 8 унций (oz) зонд может оказать давление на контакт между 26 000 - 16000фунтов на квадратный дюйм (фунт на квадратный дюйм), зависит от поверхностного диаметра. из - за текучести припоя около 5,000 psi, для этого относительно мягкого припоя лучше прикоснуться к зонду.

выбор технологии обработки поверхности PCB

прежде чем мы поймем причинно - следственную связь, важно описать виды обработки поверхности PCB и то, что они могут предложить. на всех печатных платах (PCB) имеется медная оболочка, которая окисляется и повреждается, если она не защищена. можно использовать различные защитные слои, как правило, плоские флюиды горячего воздуха (HASSL), защита органических припоев (OSP), затопление химического никеля (ENIG), выщелачивание серебра и иммерсия олова.

выравнивание горячего воздуха

HASSL является основным методом обработки поверхности свинца, используемым в промышленности. процесс образуется путем погружения платы в сплав свинца и олова, при этом излишек припоя удаляется через "аэродинамический нож", который дует на поверхности платы горячим воздухом. для технологии PCA HASSL обладает многими преимуществами: она является панелью PCB, в которой поверхностные слои могут быть сварены после многократного орошения, очистки и хранения. для ICT, HASSL также обеспечивает автоматическое покрытие испытательных паяльных плит и сквозных отверстий. Однако по сравнению с имеющимися альтернативами поверхность HASSL является менее плоской или общей. Существует ряд процессов замены HASSL без свинца, которые становятся все более популярными из - за естественной замены HASSL. на протяжении многих лет использование HASSL приносит хорошие результаты, но с появлением требования к "экологически безопасному" зеленому процессу этот процесс длится несколько дней. Помимо проблемы отсутствия свинца, возросшая сложность и более тонкое расстояние между советами выявили многие ограничения в процессе HASSL. преимущества: недорогая технология поверхности PCB, обеспечивающая свариваемость в течение всего производственного процесса, не оказывает негативного воздействия на ICT. недостатки: обычно используется технология на основе свинца, однако в настоящее время она ограничена и в конечном счете будет ликвидирована в 2007 году. неровность поверхности может вызвать проблемы однородности в процессе сборки.

органический флюс

органический флюс (OSP) используется для формирования тонких и однородных защитных покрытий на медной поверхности пластины PCB. схема защиты покрытия защищена от окисления во время хранения и сборки. этот процесс продолжается уже долгое время, но только недавно он стал возможен в результате поиска технологий, не содержащих свинца, и решений на основе тонкого интервала. Что касается соприкосновения и свариваемости, то OSP обладает лучшими свойствами на сборке PCA по сравнению с HASSL, однако необходимо внести значительные технологические изменения в тип флюса и количество теплового цикла. необходимо осторожно обрабатывать их, поскольку их кислотность снижает производительность OSP и делает медь легкой для окисления. Сборщики предпочитают использовать более гибкую и доступную для нагрева поверхность металла. Что касается обработки поверхности OSP, то в случае непроварки контрольно - измерительных точек возникает проблема контакта между зажимами ICT - кровать. простое изменение типа зонда, проходящего через слой OSP, может привести лишь к повреждению и проколоть пробное отверстие PCA или испытательную панель. Исследования показывают, что переход к более высокой способности обнаружения или изменение типа зонда практически не влияет на производительность. прочность на текучесть неочищенной меди на один Уровень выше, чем при припое, содержащем свинец, и, следовательно, повреждает открытый медный испытательный диск. во всех инструкциях по тестированию настоятельно рекомендуется не обнаруживать непосредственно обнаруженную медь. при использовании OSP необходимо определить набор правил OSP для этапа ICT. важные правила требуют открытия шаблонов в начале процесса PCB, с тем чтобы позволить использовать паяльную пасту для тестирования и прохода через паяльную панель, требующую контакта ICT. преимущества: удельная стоимость соответствует HASSL, имеет хорошую площадь, без свинца технология, свариваемость повышается. недостатки: процесс сборки требует значительных изменений, обнаружение поверхности черной меди может быть вредным для ICT, переоборудование ICT может повредить PCB, ручные превентивные меры, ограничение испытаний ICT и уменьшение дублирования испытаний.

химическая иммерсия никеля

неэлектрическая иммерсия никеля (эниг) представляет собой покрытие, которое успешно применяется во многих схемах, хотя удельная стоимость выше, но имеет плоскую поверхность и высокую свариваемость. Основным недостатком является хрупкость химического никелевого покрытия, которое было обнаружено при механическом напряжении. Это называется "Черная дыра" или "трещина в грязи", что привело к некоторым негативным сообщениям об Эни Груп. преимущества: хорошая свариваемость, ровная поверхность, длительный срок годности, можно выдержать многократное обратное сварное соединение. недостатки: высокая стоимость (примерно в 5 раз больше, чем в HASSL), "Черная глыба", использование цианида и других опасных химических веществ в процессе производства.

серебро

пропитка серебром - это дополнительный метод обработки поверхности панелей PCB. в основном в Азии, в настоящее время внедряется в Северной Америке и Европе. в процессе сварки серебро расплавляется в сварных точках, оставляя на медном покрытии олово / свинцовые / серебряные сплавы, обеспечивая весьма надежную сварочную точку для пломбы BGA. его контрастный цвет облегчает его проверку и является естественным заменителем сварки HASSL. серебро является весьма перспективным методом обработки поверхности, но, как и все новые технологии обработки поверхности, конечные пользователи очень консервативны. многие производители называют этот процесс "изучаемым", но он может быть предпочтительным для бессвинцовых поверхностей. преимущества: хорошая свариваемость, гладкая поверхность, может заменить погружение хасл. недостатки: консервативное отношение конечных пользователей означает отсутствие соответствующей информации в отрасли.

лужение

это сравнительно новая технология обработки поверхности, обладающая многими характеристиками, аналогичными технологии выщелачивания серебром. Однако существуют серьезные проблемы в области охраны здоровья и безопасности, связанные с применением сульфурамиды (которая может быть канцерогенной) в процессе пропитки олова в процессе производства PCB. Кроме того, озабоченность вызывает миграция ("эффект оловянной оспы"), хотя антимиграционная химия может добиться определенных успехов в борьбе с этим явлением. преимущества: отличная свариваемость, поверхность гладкая, а себестоимость относительно низкая. недостатки: проблемы со здоровьем и безопасностью, количество горячих циклов ограничено.

Резюме обработки поверхности PCB

учитывая некоторые проблемы с зажимами и процессами, пользователи считают, что, как только эти проблемы будут решены, они смогут получить 80 - 90% соответствия. Это основной метод обработки панелей PCB без свинца. HASSL будет по - прежнему широко использоваться для обработки PCB - панелей, и в этом случае ни один из проверенных инженеров не изменится. В некоторых странах хасл был запрещен законом и были приняты альтернативные варианты. по мере того, как производство PCA будет распространяться на более широкий круг различных областей, в ходе испытаний ICT будет появляться все больше процессов, не содержащих свинца. Хотя OSP не является естественной альтернативой HASSL, он стал альтернативной программой лечения, которую в настоящее время изучают производители PCA. если не будут внесены технологические изменения, позволяющие использовать паяльную мазь на испытательном диске и сквозном отверстии, это приведет к фактическому использованию ICT

Проблема надежности испытаний

вывод заключается в том, что процесс обработки поверхности PCB несовершенен и что каждый из этих методов имеет свои собственные проблемы, которые необходимо учитывать. Некоторые из этих проблем носят более серьезный характер, чем другие, и все эти процессы, связанные с подготовкой поверхности НРБ, необходимо будет модифицировать в ходе технологического этапа, с тем чтобы не допустить возникновения проблем с надежностью контакта с устройствами ICT. Сейчас я хотел бы остановиться на этих технологиях обработки поверхности и их последствиях для функционирования ICT. обработка поверхности оставляет мягкие сварные "дуги" и открытые сквозные отверстия на испытательной точке, что является идеальным выбором объекта для испытания ICT. HASSL обладает свойствами OSP, которые не являются характерными для сильного поглощения, и HASSL - это эвтектический SnPB, особенно мягкий. Эта мягкая цель имеет два преимущества: адаптация зонда и поглощение энергии. панель OSP PCB не имеет такой мягкой цели. Для сравнения, поверхность меди очень жесткая и не может поглощать столько энергии, поэтому зонд может "укусить" площадь прямого контакта уменьшена. наружное медное покрытие обычно находится между 10 и 50 мкм. соединяя медное покрытие с экраном OSP, вы увидите, что зонд для обнаружения панели HASSL не будет работать на панели OSP. исследования показали, что в течение длительного времени между рефлюксной сваркой и ICT OSP сформировал очень жесткую "оболочку" объекта испытания. срок поставки информационно - коммуникационных технологий составляет менее 24 часов. Кроме того, на степень путаницы ОСП с инженерами - испытателями влияют многие другие технологические факторы, в том числе тип поставщика OSP, количество проходов в рефлюксных печах, удаление волнового процесса, обратный поток азота или обратный поток воздуха, а также тип моделирования ICT. прямое обнаружение поверхности меди в сочетании с более высокой способностью к обнаружению, необходимой для проникновения в OSP, создает реальную потенциальную угрозу разрушения тонких медных слоев и внутреннего короткого замыкания. Поэтому мы рекомендуем не обнаруживать обнаженную поверхность меди. Последние примеры показывают, что после возбуждения от 5 до 10 патронов можно пробить отверстие или испытать точку. для некоторых производителей PCA воздействие OSP на ICT настолько велико, что они полностью отделены от OSP. другие производители также начали изучать, как следует правилам OSP, перечисленным ниже. ICT Testing Terms and Procedures "OSP Rules": существенно влияет на коэффициент пропускания (FPY); Возможно, для получения более высокой силы, например, от 2N до 3N, необходимо изменить зажим зонда; тип зонда может быть заменен зажимом, чтобы изменить его на более резкий тип; может понадобиться "двойной щелчок" зажима для возбуждения, или пневматический, механический; Эмуляция тестовой программы может потребовать компромисса, открытости и даже игнорирования; исследования показали, что влияние этих правил на выход годных изделий относительно невелико и что способ обеспечения надежного тестирования контакта заключается в том, чтобы проверить сварку на сварном диске. Некоторые производители считают, что OSP может быстро экономить затраты и рассматривать его в качестве альтернативы процессу без свинца. Однако в последнее время некоторые компании осуществили радикальные преобразования и пересматривают свои стратегии, рассматривая фактические издержки, связанные с прерыванием и задержкой производства.

серебро

имплантация серебра представляет собой слой металла в 0,4 - 0,8 микрон на верхней части медного слоя, который обеспечивает тестирование и тестирование на предмет возможного попадания в "мясо". серебро погружается без широкого использования HASSL или OSP, однако предварительные исследования показывают, что оно является естественной альтернативой HASSL. некоторые предварительные исследования надежности ICT свидетельствуют о том, что время травления (шероховатость / чистота поверхности) и толщина поверхности являются важными факторами дублирования. на этапе ICT не возникает проблем с надежностью контакта с устройством для обработки серебристых поверхностей, и поэтому нет необходимости корректировать тестирующие приспособления, но необходимо скорректировать зонды или испытательное программное обеспечение. скорость травления имеет важное значение для испытания ICT, поскольку она определяет, является ли серебристое покрытие светлым или тёмным. в стадии отложения серебра серебро осаждается на поверхности меди по контуру, так что, если шероховатость поверхности увеличивается, то она становится темной поверхностью, а с шероховатостью - яркой поверхностью. промышленные исследования по этой технологии обработки поверхности весьма ограничены, но, как представляется, они перспективны как с технической, так и с коммерческой точек зрения. как показывает недавний опыт, такой внешний вид не создает проблем для ICT. Производители панелей PCB теперь предлагают серебро по тем же ценам, что и продукты HASSL.

Резюме настоящего документа

Некоторые компании, по - видимому, склонны рассматривать OSP в качестве естественной альтернативы HASSL. такой выбор может проистекать из понимания экономии на единицах затрат.Инженеры ICT должны обратить внимание на эту тенденцию: OSP покрытие PCB отличается от других альтернатив руководить-свободная облицовка, если только на испытательной подушке не наложен припой. Если технологический процесс не изменён, первоначальная экономия затрат может быть компенсирована расходами на замену зонда, уход за зажимами, модифицированное тестовое программное обеспечение, отходы поврежденной платы. мы видим много противоположного в выборе OSP. рекомендуется, чтобы клиенты, которые еще не отказались от процесса HASSL, учитывали преимущества и недостатки всех возможных альтернативных процессов PCB без использования свинца, обеспечить, чтобы испытания охватывали все стадии изготовления, включать тест, за серебро панель PCB Что касается влияния технологии обработки поверхности на ICT, то у нас нет никаких выводов. Мы уже обсуждали с клиентами, которые обрабатывают серебристые поверхности, не замечая при этом каких - либо контактов с зажимами, которые обрабатывают эту поверхность.