Công nghệ PCB - Làm thế nào để chọn hasl-pcb, ENIG, OSP, pcb xử lý bề mặt

Sau khi thiết kế PCB hoàn thành, cần phải chọn quá trình xử lý bề mặt của bảng mạch. Các quá trình xử lý bề mặt thường được sử dụng cho bảng mạch là HASL (quá trình phun thiếc bề mặt), ENIG (quá trình ngâm vàng), OSP (quá trình chống oxy hóa) và quá trình xử lý bề mặt thông thường. Chúng ta nên chọn như thế nào? Quá trình xử lý bề mặt PCB khác nhau có chi phí khác nhau và kết quả cuối cùng cũng khác nhau.

Ưu điểm và nhược điểm của ba quy trình xử lý bề mặt khác nhau, HASL, ENIG và OSP.

1. HASL (quá trình mạ thiếc trên bề mặt)

Quá trình phun thiếc được chia thành phun thiếc chì và phun thiếc không chì. Quá trình phun thiếc là quá trình xử lý bề mặt quan trọng nhất trong những năm 1980, nhưng ngày nay ngày càng ít bảng mạch chọn quá trình phun thiếc. Lý do là bảng mạch đang hướng tới "nhỏ và tốt". Quá trình phun thiếc có thể dẫn đến các bộ phận tốt được hàn bằng các hạt thiếc và các điểm thiếc hình cầu có thể dẫn đến sản xuất kém. Các nhà máy chế biến PCBA đang theo đuổi các tiêu chuẩn quy trình cao hơn và các quy trình xử lý bề mặt ENIG và SOP thường được chọn để sản xuất chất lượng.

Ưu điểm của chì phun thiếc: giá thấp hơn, hiệu suất hàn tuyệt vời, độ bền cơ học và độ bóng tốt hơn chì phun thiếc.

Nhược điểm của chì phun thiếc: chì phun thiếc chứa kim loại nặng chì, không thân thiện với môi trường trong sản xuất và không thể vượt qua các đánh giá môi trường như ROHS.

Ưu điểm của phun thiếc không chì: giá thấp, hiệu suất hàn tuyệt vời, tương đối thân thiện với môi trường, có thể vượt qua đánh giá môi trường như ROHS.

Nhược điểm của phun thiếc không chì: Độ bền cơ học và độ bóng không tốt như phun thiếc không chì.

Nhược điểm chung của hasl-pcb: Do độ phẳng bề mặt kém của tấm phun thiếc pcb, nó không thích hợp cho các chân có khoảng cách hàn nhỏ và các thành phần điện tử quá nhỏ. Trong quá trình xử lý PCBA, các hạt thiếc dễ dàng được tạo ra và có thể dễ dàng dẫn đến các cụm pin khe hở nhỏ bị ngắn mạch.

2. ENIG (Immersive Gold Công nghệ)

Quá trình ngâm vàng là một quá trình xử lý bề mặt tương đối tiên tiến, chủ yếu được sử dụng cho các bảng mạch có yêu cầu chức năng kết nối và thời gian lưu trữ bề mặt dài.

Ưu điểm của ENIG: Không dễ bị oxy hóa, có thể lưu trữ lâu dài, bề mặt phẳng. Nó phù hợp để hàn các chân khe hở nhỏ và các thành phần có các điểm hàn nhỏ. Reflow hàn có thể được lặp lại nhiều lần mà không làm giảm khả năng hàn của nó. Nó có thể được sử dụng như một chất nền cho liên kết chì COB.

Nhược điểm của ENIG: chi phí cao, độ bền hàn kém, dễ xảy ra vấn đề đĩa đen do sử dụng quá trình mạ niken hóa học. Lớp niken bị oxy hóa theo thời gian và độ tin cậy lâu dài là một vấn đề.

3. OSP (quá trình chống oxy hóa)

OSP là một màng hữu cơ được hình thành hóa học trên bề mặt đồng trần. Lớp màng này có khả năng chống oxy hóa, chống sốc nhiệt và chống ẩm, bảo vệ bề mặt đồng khỏi rỉ sét (oxy hóa hoặc lưu hóa, v.v.) trong môi trường bình thường, tương đương với xử lý chống oxy hóa, nhưng ở nhiệt độ hàn sau đó. Màng bảo vệ phải dễ dàng được loại bỏ bằng chất hàn và bề mặt đồng sạch tiếp xúc có thể được kết hợp ngay lập tức với chất hàn nóng chảy trong một khoảng thời gian rất ngắn để tạo thành một mối hàn chắc chắn. Hiện nay, tỷ lệ bo mạch sử dụng quy trình xử lý bề mặt OSP đã tăng lên đáng kể vì quy trình này phù hợp với cả bảng mạch công nghệ thấp và bảng mạch PCB công nghệ cao. Nếu không có yêu cầu chức năng kết nối bề mặt hoặc giới hạn thời gian lưu trữ, quy trình OSP sẽ là quy trình xử lý bề mặt lý tưởng tốt nhất.

Ưu điểm của OSP: Nó có tất cả các ưu điểm của hàn đồng trần. Hội đồng quản trị đã hết hạn (ba tháng) cũng có thể xuất hiện lại, nhưng thường chỉ một lần.

Nhược điểm của OSP: Dễ bị ảnh hưởng bởi axit và độ ẩm. Khi được sử dụng cho hàn reflow thứ cấp, nó cần phải được hoàn thành trong một khoảng thời gian nhất định, thường thì hiệu quả của hàn reflow thứ cấp sẽ tương đối kém. Nếu lưu trữ lâu hơn ba tháng, nó phải được đặt lại. Nó phải được sử dụng trong vòng 24 giờ sau khi mở gói. OSP là một lớp cách điện, vì vậy điểm kiểm tra phải được in bằng dán hàn để loại bỏ lớp OSP ban đầu trước khi chạm vào điểm pin để kiểm tra điện. Quá trình lắp ráp PCB đòi hỏi một sự thay đổi lớn. Nếu một bề mặt đồng không được xử lý được phát hiện, nó sẽ gây hại cho ICT. Đầu dò ICT được chỉ quá mức có thể làm hỏng PCB và yêu cầu các biện pháp phòng ngừa thủ công để hạn chế thử nghiệm ICT và giảm khả năng lặp lại thử nghiệm.

Trên đây là phân tích về quy trình xử lý bề mặt bảng mạch HASL, ENIG và OSP. Theo việc sử dụng thực tế của bảng mạch PCB, quá trình xử lý PCB bề mặt nào có thể được chọn.