Sådan vælger du overfladefinish til dit printdesign
Ⅱ Evaluering og sammenligning
Sendt: 16. november 2022
Kategorier: Blogs
Tags: pcb,pcba,pcb samling,PCB fremstilling, PCB overfladefinish
Der er mange tips om overfladefinish, såsom blyfri HASL har problemer med at have en ensartet planhed.Elektrolytisk Ni/Au er virkelig dyrt, og hvis der afsættes for meget guld på puden, kan det føre til skøre loddeforbindelser.Nedsænkningstin har en forringelse af loddeevnen efter udsættelse for flere varmecyklusser, som i en top- og bundside PCBA reflow proces osv.. Forskellene i ovenstående overfladefinisher skulle være klart opmærksomme.Nedenstående tabel viser en grov vurdering af de ofte anvendte overfladefinisher på printplader.
Tabel 1 Kort beskrivelse af fremstillingsprocessen, væsentlige fordele og ulemper og typiske anvendelser af populære blyfri overfladefinisher af PCB
| PCB overfladefinish | Behandle | Tykkelse | Fordele | Ulemper | Typiske applikationer |
| Blyfri HASL | PCB-plader er nedsænket i et smeltet tinbad og blev derefter blæst af varmluftknive for at fjerne flade klap og overskydende loddemetal. | 30µin (1µm) -1500µin (40µm) | God loddeevne;Til at få fat på overalt;Kan repareres/omarbejdes;Lang hylde lang | Ujævne overflader;Termisk stød;Dårlig befugtning;Lodde bro;Tilsluttede PTH'er. | Bredt anvendelig;Velegnet til større puder og mellemrum;Ikke egnet til HDI med <20 mil (0,5 mm) fin pitch og BGA;Ikke godt for PTH;Ikke egnet til tykt kobber PCB;Typisk anvendelse: Kredsløbskort til elektrisk test, håndlodning, noget højtydende elektronik såsom rumfart og militære enheder. |
| OSP | Kemisk påføring af en organisk forbindelse på pladens overflade danner et organisk metallisk lag for at beskytte blotlagt kobber mod rust. | 46 µin (1,15 µm)-52 µin (1,3 µm) | Lavpris;Puderne er ensartede og flade;God loddeevne;Kan samles med andre overfladefinisher;Processen er enkel;Kan omarbejdes (inde i værkstedet). | Følsom over for håndtering;Kort holdbarhed.Meget begrænset loddespredning;Nedbrydning af loddeevne med forhøjede temperaturer og cyklusser;Ikke-ledende;Svært at inspicere, ICT-sonde, ionisk og pres-fit bekymringer | Bredt anvendelig;Velegnet til SMT/fine tonehøjder/BGA/små komponenter;Servere brædder;Ikke godt for PTH'er;Ikke egnet til krympeteknologi |
| ENIG | En kemisk proces, der beklæder det blottede kobber med nikkel og guld, så det består af et dobbelt lag metallisk belægning. | 2µin (0,05µm) – 5µin (0,125µm) guld over 120µin (3µm) – 240µin (6µm) nikkel | Fremragende loddeevne;Puderne er flade og ensartede;Al tråd bøjelighed;Lav kontaktmodstand;Lang holdbarhed;God korrosionsbestandighed og holdbarhed | "Black Pad" bekymring;Signaltab til signalintegritetsapplikationer;ude af stand til at omarbejde | Fremragende til montering af fin stigning og kompleks overflademontering (BGA, QFP…);Fremragende til flere typer lodning;Foretrækkes til PTH, prespasning;Tråd limbar;Anbefales til PCB med høj pålidelighed, såsom luftfart, militær, medicinsk og high-end forbrugere osv.;Anbefales ikke til berøringskontaktplader. |
| Elektrolytisk Ni/Au (blødt guld) | 99,99% ren – 24 karat guld påført over nikkellag gennem en elektrolytisk proces før loddemaske. | 99,99% rent guld, 24 karat 30µin (0,8µm) -50µin (1,3µm) over 100µin (2,5µm) -200µin (5µm) nikkel | Hård, holdbar overflade;Stor ledningsevne;Fladhed;Al tråd bøjelighed;Lav kontaktmodstand;Lang holdbarhed | Dyrt;Au skørhed hvis for tyk;Layout begrænsninger;Ekstra forarbejdnings-/arbejdsintensiv;Ikke egnet til lodning;Belægningen er ikke ensartet | Anvendes hovedsageligt i wire (Al & Au) limning i chippakke såsom COB (Chip on Board) |
| Elektrolytisk Ni/Au (hårdt guld) | 98% rent – 23 karat guld med hærdere tilføjet til pletteringsbadet påført over nikkellag gennem en elektrolytisk proces. | 98% rent guld, 23 Karat30µin(0,8µm) -50µin(1,3µm) over 100µin(2,5µm) -150µin(4µm) nikkel | Fremragende loddeevne;Puderne er flade og ensartede;Al tråd bøjelighed;Lav kontaktmodstand;Omarbejdelig | Plette (håndtering og opbevaring) korrosion i miljø med højt svovlindhold;Reducerede forsyningskæde muligheder for at understøtte denne finish;Kort betjeningsvindue mellem montagetrin. | Anvendes hovedsageligt til elektrisk sammenkobling såsom kantstik (guldfinger), IC-bærekort (PBGA/FCBGA/FCCSP...), tastaturer, batterikontakter og nogle testpuder osv. |
| Immersion Ag | et sølvlag afsættes på kobberoverfladen gennem en strømløs pletteringsproces efter ætsning, men før loddemaske | 5 µin (0,12 µm) -20 µin (0,5 µm) | Fremragende loddeevne;Puderne er flade og ensartede;Al tråd bøjelighed;Lav kontaktmodstand;Omarbejdelig | Plette (håndtering og opbevaring) korrosion i miljø med højt svovlindhold;Reducerede forsyningskæde muligheder for at understøtte denne finish;Kort betjeningsvindue mellem montagetrin. | Økonomisk alternativ til ENIG for fine spor og BGA;Ideel til højhastighedssignaler;God til membranafbrydere, EMI-afskærmning og binding af aluminiumtråd;Velegnet til prespasning. |
| Immersion Sn | I et strømløst kemisk bad aflejres et hvidt tyndt lag tin direkte på kobber på printplader som en barriere for at undgå oxidation. | 25 µin (0,7 µm)-60 µin (1,5 µm) | Bedst til pressepasningsteknologi;Omkostningseffektiv;Planar;Fremragende loddeevne (når frisk) og pålidelighed;Fladhed | Nedbrydning af loddeevne med forhøjede temperaturer og cyklusser;Udsat tin ved den endelige samling kan korrodere;Håndtering af problemer;Tin Wiskering;Ikke egnet til PTH;Indeholder thiourinstof, et kendt kræftfremkaldende stof. | Anbefales til store mængder produktioner;God til SMD-placering, BGA;Bedst til prespasning og bagplader;Anbefales ikke til PTH, kontaktafbrydere og brug med aftagelige masker |
Tabel 2 En evaluering af typiske egenskaber for moderne PCB-overfladebehandlinger ved produktion og anvendelse
| Fremstilling af de mest almindeligt anvendte overfladebehandlinger | |||||||||
| Ejendomme | ENIG | ENEPIG | Blødt guld | Hårdt guld | Iag | ISn | HASL | HASL- LF | OSP |
| Popularitet | Høj | Lav | Lav | Lav | Medium | Lav | Lav | Høj | Medium |
| Procesomkostninger | Høj (1,3x) | Høj (2,5x) | Højeste (3,5x) | Højeste (3,5x) | Medium (1,1x) | Medium (1,1x) | Lav (1,0x) | Lav (1,0x) | Laveste (0,8x) |
| Depositum | Nedsænkning | Nedsænkning | Elektrolytisk | Elektrolytisk | Nedsænkning | Nedsænkning | Nedsænkning | Nedsænkning | Nedsænkning |
| Holdbarhed | Lang | Lang | Lang | Lang | Medium | Medium | Lang | Lang | Kort |
| RoHS-kompatibel | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | No | Ja | Ja |
| Overflade Co-planaritet for SMT | Fremragende | Fremragende | Fremragende | Fremragende | Fremragende | Fremragende | Fattige | godt | Fremragende |
| Udsat kobber | No | No | No | Ja | No | No | No | No | Ja |
| Håndtering | Normal | Normal | Normal | Normal | Kritisk | Kritisk | Normal | Normal | Kritisk |
| Procesindsats | Medium | Medium | Høj | Høj | Medium | Medium | Medium | Medium | Lav |
| Omarbejdningskapacitet | No | No | No | No | Ja | Ikke foreslået | Ja | Ja | Ja |
| Nødvendige termiske cyklusser | mange | mange | mange | mange | mange | 2-3 | mange | mange | 2 |
| Problem med knurhår | No | No | No | No | No | Ja | No | No | No |
| Termisk stød (PCB MFG) | Lav | Lav | Lav | Lav | Meget lav | Meget lav | Høj | Høj | Meget lav |
| Lav modstand / høj hastighed | No | No | No | No | Ja | No | No | No | N/A |
| Anvendelser af de mest almindeligt anvendte overfladefinisher | |||||||||
| Ansøgninger | ENIG | ENEPIG | Blødt guld | Hårdt guld | Iag | ISn | HASL | LF-HASL | OSP |
| Stiv | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Flex | Begrænset | Begrænset | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Flex-Stiv | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ikke foretrukket |
| Fin Pitch | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ikke foretrukket | Ikke foretrukket | Ja |
| BGA & μBGA | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ikke foretrukket | Ikke foretrukket | Ja |
| Multipel loddeevne | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Begrænset |
| Flip Chip | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | No | No | Ja |
| Tryk på Tilpas | Begrænset | Begrænset | Begrænset | Begrænset | Ja | Fremragende | Ja | Ja | Begrænset |
| Gennem hul | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | No | No | No | No |
| Trådbinding | Ja (Al) | Ja (Al, Au) | Ja (Al, Au) | Ja (Al) | Variabel (Al) | No | No | No | Ja (Al) |
| Lodde fugtighed | godt | godt | godt | godt | Meget godt | godt | Fattige | Fattige | godt |
| Loddeledsintegritet | godt | godt | Fattige | Fattige | Fremragende | godt | godt | godt | godt |
Holdbarheden er et kritisk element, du skal overveje, når du laver dine produktionsplaner.Holdbarheder det operative vindue, som giver efterbehandlingen en fuldstændig PCB-svejsbarhed.Det er vigtigt at sikre, at alle dine PCB'er er samlet inden for holdbarheden.Ud over materiale og proces, der laver overfladefinish, er holdbarheden af finish stærkt påvirketved PCB pakning og opbevaring.Strengt anvendelse af den rigtige opbevaringsmetodologi foreslået af IPC-1601 retningslinjerne vil bevare overfladernes svejsbarhed og pålidelighed.
Tabel 3 Holdbarhed Sammenligning mellem populære overfladefinish af PCB
|
| Typisk SHEL LIFE | Foreslået holdbarhed | Rework Chance |
| HASL-LF | 12 måneder | 12 måneder | JA |
| OSP | 3 måneder | 1 måned | JA |
| ENIG | 12 måneder | 6 måneder | INGEN* |
| ENEPIG | 6 måneder | 6 måneder | INGEN* |
| Elektrolytisk Ni/Au | 12 måneder | 12 måneder | NO |
| Iag | 6 måneder | 3 måneder | JA |
| ISn | 6 måneder | 3 måneder | JA** |
* Til ENIG og ENEPIG efterbehandling er en reaktiveringscyklus tilgængelig for at forbedre overfladens fugtighed og holdbarhed.
** Kemisk tin-omarbejdning anbefales ikke.
Tilbagetil blogs
Indlægstid: 16-november 2022
