objednávka_bg

zprávy

Jak vybrat povrchovou úpravu pro návrh desky plošných spojů

Ⅱ Hodnocení a srovnání

Vyslán: 16. listopadu 2022

Kategorie: Blogy

Štítky: PCB,PCba,sestava PCB,výroba PCB, povrchová úprava PCB

Existuje mnoho tipů na povrchovou úpravu, například bezolovnatý HASL má problém s konzistentní rovinností.Elektrolytické Ni/Au je opravdu drahé a pokud je na podložce uloženo příliš mnoho zlata, může to vést ke křehkým pájeným spojům.Imerzní cín má degradaci pájitelnosti po vystavení vícenásobným tepelným cyklům, jako při procesu přetavování PCBA na horní a spodní straně atd.. Rozdíly mezi výše uvedenými povrchovými úpravami je třeba jasně znát.Níže uvedená tabulka uvádí hrubé hodnocení často používaných povrchových úprav desek plošných spojů.

Tabulka1 Stručný popis výrobního procesu, významné klady a zápory a typické aplikace oblíbených bezolovnatých povrchových úprav DPS

Povrchová úprava PCB

Proces

Tloušťka

Výhody

Nevýhody

typické aplikace

Bezolovnatý HASL

Desky plošných spojů jsou ponořeny do lázně roztaveného cínu a poté byly ofukovány horkovzdušnými noži pro ploché poklepy a odstranění přebytečné pájky.

30µin (1µm) -1500µin (40µm)

Dobrá pájitelnost;Široce dostupný;Lze opravit/přepracovat;Dlouhá police dlouhá

Nerovné povrchy;Tepelný šok;Špatné smáčení;Pájecí můstek;Zapojené PTH.

Široce použitelné;Vhodné pro větší podložky a rozestupy;Není vhodné pro HDI s jemnou roztečí <20 mil (0,5 mm) a BGA;Není dobré pro PTH;Nevhodné pro tlusté měděné PCB;Typické použití: Desky plošných spojů pro elektrické testování, ruční pájení, některá vysoce výkonná elektronika, jako jsou letecká a vojenská zařízení.

OSP

Chemické nanášení organické sloučeniny na povrch desek tvořící organickou kovovou vrstvu k ochraně vystavené mědi před korozí.

46µin (1,15µm)-52µin (1,3µm)

Nízké náklady;Polštářky jsou jednotné a ploché;Dobrá pájitelnost;Lze kombinovat s jinými povrchovými úpravami;Proces je jednoduchý;Lze přepracovat (uvnitř dílny).

Citlivý na manipulaci;Krátká trvanlivost.Velmi omezené šíření pájky;Snížení pájitelnosti se zvýšenou teplotou a cykly;Nevodivé;Obtížná kontrola, ICT sonda, iontové a lisované problémy

Široce použitelné;Dobře se hodí pro SMT/jemné rozteče/BGA/malé komponenty;Servírovací desky;Není dobré pro PTH;Nevhodné pro krimpovací technologii

ENIG

Chemický proces, který pokovuje odkrytou měď niklem a zlatem, takže se skládá z dvojité vrstvy kovového povlaku.

2µin (0,05µm) – 5µin (0,125µm) zlata nad 120µin (3µm) – 240µin (6µm) niklu

Vynikající pájitelnost;Polštářky jsou ploché a jednotné;ohýbatelnost Al drátu;Nízký přechodový odpor;Dlouhá skladovatelnost;Dobrá odolnost proti korozi a trvanlivost

obava „Black Pad“;Ztráta signálu pro aplikace integrity signálu;nelze přepracovat

Vynikající pro montáž s jemnou roztečí a komplexní umístění pro povrchovou montáž (BGA, QFP…);Vynikající pro více typů pájení;Preferováno pro PTH, lisované uložení;Spojovací drát;Doporučit pro PCB s vysokou spolehlivostí aplikací, jako je letecký, vojenský, lékařský a špičkový spotřebitel atd.;Nedoporučuje se pro dotykové kontaktní podložky.

Elektrolytické Ni/Au (měkké zlato)

Čistota 99,99 % – 24karátové zlato nanesené na vrstvu niklu pomocí elektrolytického procesu před pájecí maskou.

99,99% čisté zlato, 24 karátů 30µin (0,8µm) -50µin (1,3µm) více než 100µin (2,5µm) -200µin (5µm) niklu

Tvrdý, odolný povrch;Velká vodivost;Plochost;ohýbatelnost Al drátu;Nízký přechodový odpor;Dlouhá skladovatelnost

Drahý;Au křehkost, pokud je příliš silná;Omezení rozvržení;Extra intenzivní zpracování/pracnost;Nevhodné pro pájení;Povlak není jednotný

Používá se hlavně při lepení drátů (Al & Au) v balíčku čipů, jako je COB (Chip on Board)

Elektrolytické Ni/Au (tvrdé zlato)

Čistota 98 ​​% – 23 karátové zlato s tvrdidly přidanými do pokovovací lázně nanesené na vrstvu niklu pomocí elektrolytického procesu.

98% čisté zlato, 23 karátů 30 µin (0,8 µm) -50 µin (1,3 µm) více než 100 µin (2,5 µm) -150 µin (4 µm) niklu

Vynikající pájitelnost;Polštářky jsou ploché a jednotné;ohýbatelnost Al drátu;Nízký přechodový odpor;Přepracovatelné

Zakalit (manipulace a skladování) koroze v prostředí s vysokým obsahem síry;Omezené možnosti dodavatelského řetězce na podporu této povrchové úpravy;Krátké provozní okno mezi fázemi montáže.

Používá se hlavně pro elektrické propojení, jako jsou okrajové konektory (zlatý prst), nosné desky IC (PBGA/FCBGA/FCCSP...), klávesnice, kontakty baterií a některé testovací podložky atd.

Ponoření Ag

Vrstva stříbra je nanesena na měděný povrch prostřednictvím procesu bezproudového pokovování po leptání, ale před pájecí maskou

5µin (0,12µm) -20µin (0,5µm)

Vynikající pájitelnost;Polštářky jsou ploché a jednotné;ohýbatelnost Al drátu;Nízký přechodový odpor;Přepracovatelné

Zakalit (manipulace a skladování) koroze v prostředí s vysokým obsahem síry;Omezené možnosti dodavatelského řetězce na podporu této povrchové úpravy;Krátké provozní okno mezi fázemi montáže.

Ekonomická alternativa k ENIG pro Fine Traces a BGA;Ideální pro aplikace vysokorychlostních signálů;Dobré pro membránové spínače, stínění EMI a spojování hliníkových drátů;Vhodné pro lisování.

Ponoření Sn

V bezproudové chemické lázni se bílá tenká vrstva cínu ukládá přímo na měď desek plošných spojů jako bariéra pro zamezení oxidace.

25µin (0,7µm)-60µin (1,5µm)

Nejlepší pro technologii lisovaného uložení;Nákladově efektivní;rovinný;Vynikající pájitelnost (v čerstvém stavu) a spolehlivost;Plochost

Snížení pájitelnosti se zvýšenými teplotami a cykly;Odkrytý cín na konečné montáži může korodovat;Řešení problémů;Wiskering cínu;Nevhodné pro PTH;Obsahuje thiomočovinu, známý karcinogen.

Doporučeno pro velkosériovou výrobu;Dobré pro umístění SMD, BGA;Nejlepší pro lisované uložení a základní desky;Nedoporučuje se pro PTH, kontaktní spínače a použití se slupovacími maskami

Tabulka 2 Vyhodnocení typických vlastností moderních povrchových úprav DPS při výrobě a aplikaci

Výroba nejběžněji používaných povrchových úprav

Vlastnosti

ENIG

ENEPIG

Měkké zlato

Tvrdé zlato

IAg

ISn

HASL

HASL- LF

OSP

Popularita

Vysoký

Nízký

Nízký

Nízký

Střední

Nízký

Nízký

Vysoký

Střední

Náklady na proces

Vysoká (1,3x)

Vysoká (2,5x)

Nejvyšší (3,5x)

Nejvyšší (3,5x)

Střední (1,1x)

Střední (1,1x)

Nízká (1,0x)

Nízká (1,0x)

Nejnižší (0,8x)

Vklad

Ponoření

Ponoření

Elektrolytické

Elektrolytické

Ponoření

Ponoření

Ponoření

Ponoření

Ponoření

Skladovatelnost

Dlouho

Dlouho

Dlouho

Dlouho

Střední

Střední

Dlouho

Dlouho

Krátký

V souladu s RoHS

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

No

Ano

Ano

Koplanarita povrchu pro SMT

Vynikající

Vynikající

Vynikající

Vynikající

Vynikající

Vynikající

Chudý

Dobrý

Vynikající

Odkrytá měď

No

No

No

Ano

No

No

No

No

Ano

Zacházení

Normální

Normální

Normální

Normální

Kritické

Kritické

Normální

Normální

Kritické

Procesní úsilí

Střední

Střední

Vysoký

Vysoký

Střední

Střední

Střední

Střední

Nízký

Přepracovat kapacitu

No

No

No

No

Ano

Nenavrhováno

Ano

Ano

Ano

Požadované tepelné cykly

násobek

násobek

násobek

násobek

násobek

2-3

násobek

násobek

2

Problém s vousy

No

No

No

No

No

Ano

No

No

No

Tepelný šok (PCB MFG)

Nízký

Nízký

Nízký

Nízký

Velmi nízký

Velmi nízký

Vysoký

Vysoký

Velmi nízký

Nízký odpor / vysoká rychlost

No

No

No

No

Ano

No

No

No

N/A

Aplikace nejběžněji používaných povrchových úprav

Aplikace

ENIG

ENEPIG

Měkké zlato

Tvrdé zlato

IAg

ISn

HASL

LF-HASL

OSP

Tuhá

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Flex

Omezený

Omezený

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Flex-tuhý

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Není preferováno

Jemné stoupání

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Není preferováno

Není preferováno

Ano

BGA a μBGA

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Není preferováno

Není preferováno

Ano

Vícenásobná pájitelnost

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Omezený

Flip Chip

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

No

No

Ano

Stiskněte Přizpůsobit

Omezený

Omezený

Omezený

Omezený

Ano

Vynikající

Ano

Ano

Omezený

Skrz díru

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

No

No

No

No

Lepení drátu

Ano (Al)

Ano (Al, Au)

Ano (Al, Au)

Ano (Al)

proměnná (Al)

No

No

No

Ano (Al)

Smáčivost pájky

Dobrý

Dobrý

Dobrý

Dobrý

Velmi dobře

Dobrý

Chudý

Chudý

Dobrý

Integrita pájecího spoje

Dobrý

Dobrý

Chudý

Chudý

Vynikající

Dobrý

Dobrý

Dobrý

Dobrý

Životnost je kritickým prvkem, který musíte vzít v úvahu při sestavování výrobních plánů.Skladovatelnostje operativní okno, které zajišťuje, aby konečná úprava měla úplnou svařitelnost PCB.Je důležité zajistit, aby všechny vaše desky plošných spojů byly sestaveny během doby použitelnosti.Kromě materiálu a procesu, který provádí povrchové úpravy, je výrazně ovlivněna i trvanlivost povrchové úpravybalením a skladováním PCB.Přísné použití správné metodiky skladování navržené směrnicemi IPC-1601 zachová svařitelnost a spolehlivost povrchové úpravy.

Tabulka 3 Skladovatelnost Porovnání mezi oblíbenými povrchovými úpravami DPS

 

Typická SHEL LIFE

Doporučená doba použitelnosti

Přepracovat šance

HASL-LF

12 měsíců

12 měsíců

ANO

OSP

3 měsíce

1 měsíce

ANO

ENIG

12 měsíců

6 měsíců

NE*

ENEPIG

6 měsíců

6 měsíců

NE*

Elektrolytické Ni/Au

12 měsíců

12 měsíců

NO

IAg

6 měsíců

3 měsíce

ANO

ISn

6 měsíců

3 měsíce

ANO**

* Pro konečnou úpravu ENIG a ENEPIG je k dispozici cyklus reaktivace pro zlepšení smáčivosti povrchu a trvanlivosti.

** Chemická úprava cínu se nedoporučuje.

Zadnído Blogů


Čas odeslání: 16. listopadu 2022

Živý chatExpert onlinePoložit otázku

shou_pic
live_top