Acabat superficial de PCB

Què és el tractament superficial del PCB?

PCB l'acabat superficial és una etapa essencial de postprocessat en la producció de plaques base de PCB. Es refereix a dipositar un recobriment funcional uniforme i dens sobre la superfície de la capa de coure nu del PCB mitjançant mètodes químics, físics o electroquímics. La seva funció principal és solucionar els punts crítics del coure nu, que és propens a l'oxidació i té una baixa soldabilitat, alhora que s'adapta als requisits de rendiment de diferents escenaris d'aplicació. És un pas clau per garantir la fiabilitat de soldatge, la vida útil i el rendiment elèctric dels PCBAs.

Objectiu principal

• Antioxidant i anticorrosió: El coure descobert exposat a l'aire i la humitat és propens a l'oxidació, formant òxid de coure, el qual provoca fallades en la soldadura i una disminució del rendiment elèctric. Les capes de tractament superficial poden aïllar la capa de coure de l'entorn extern, allargant el període d'emmagatzematge i la vida útil dels PCBA.

• Fiabilitat de soldadura millorada: El recobriment ha de tenir una bona mullabilitat per reduir el risc de soldadures fredes i falses soldadures, especialment adequat per als requisits de soldadura de components precisos com 03015 i QFP en SMT.

• Rendiment elèctric garantit: Alguns recobriments poden reduir la resistència de contacte i millorar l'estabilitat de la transmissió del senyal, satisfent els requisits de rendiment dels circuits d'alta freqüència i alta velocitat.

• Adaptabilitat a escenaris especials: Es proporciona protecció personalitzada per a entorns amb altes temperatures, alta humitat i alta netedat.

Tipus habituals de tractaments superficials

Avantatges del procés de tractament superficial Kingfield

• Control de qualitat de procés complet: Des de matèries primeres fins a productes acabats, compleix amb les normes IPC-6012 i ISO9001;

• Solucions personalitzades: Recomanem la solució de tractament òptima segons les necessitats del client i oferim suport per a personalització de recobriments especials;

• Compliment ambiental: Tots els processos compleixen els requisits ambientals RoHS i REACH, són lliures de plom i lliures de halògens, i són compatibles amb les normatives ambientals de sectors d'alta gamma com el mèdic i l'automotriu.

Processos de tractament superficial per a diferents tipus de PCB

El tractament de la superfície del PCB és un pas fonamental de postprocessat en la producció de circuits imprimits sense muntar. Consisteix a formar un recobriment funcional sobre la capa de coure mitjançant mètodes químics, físics o electroquímics. Aquest procés aborda principalment problemes com l'oxidació del coure nu i la manca de fiabilitat en la soldadura, alhora que s'adapta als requisits de rendiment de diferents escenaris d'aplicació. A continuació es presenta una anàlisi a fons dels processos més habituals:

HASL – Una opció econòmica

Principi del procés： El circuit imprès sense muntar s'immergeix en solda fos, i l'excés de solda s'elimina amb un coltell d'aire calent de pressió elevada per formar un recobriment de solda uniforme sobre la superfície de la capa de coure. Després del refredament, es solidifica i adopta la forma desitjada.

Paràmetres clau：

Gruix del recobriment: 5-25μm;

Temperatura de soldadura: 235-245℃ per a aliatges tradicionals d'estany-plom, 250-260℃ per a aliatges sense plom;

Vida útil: 6-12 mesos en condicions normals;

Normes medioambientals: Els models tradicionals amb plom no compleixen amb RoHS; els models sense plom compleixen amb RoHS/REACH.

Característiques clau

Avantatges: Cost baix, procés madur, forta compatibilitat amb soldadura, bona resistència a l'ús.

Limitacions: La planor de la superfície és mitjana, no adequada per a components de pas fi; el processament a alta temperatura de PCBs sense plom pot provocar una lleugera deformació del suport del PCB.

Aplicacions típiques: Electrònica de consum, equips industrials generals, mòduls d'alimentació, dispositius mèdics d'baixa gamma.

ENIG – L'opció preferida per a aplicacions d'alta precisió

1. Principi del procés

S'utilitza un mètode de deposició química per formar primer una capa barrera d'aliatge de níquel-fòsfor sobre la superfície de la capa de coure, i després es diposita una capa fina d'or. No es requereix electricitat en tot el procés, i el recobriment té una alta uniformitat

2. Paràmetres principals

• Espessor de la capa de níquel: 5-10μm, espessor de la capa d'or: 0,05-1,0μm

• Rugositat superficial: Ra<0,1μm

• Període d'emmagatzematge: 12-24 mesos en un entorn tancat i sec

• Resistència a la corrosió : Prova de bany de sal ≥96 hores (grau industrial), ≥144 hores (grau militar)

3. Característiques principals

Vantatges: Superfície llisa (adequada per a components de precisió com BGA i QFP), excel·lent conductivitat, gran resistència a l'oxidació/corrosió, adequat per a circuits d'alta freqüència, suporta soldadures repetides i insercions/extraccions.

Limitacions: Cost més elevat, les capes d'or excessivament gruixudes poden provocar "fragilitat de l'or" i requereixen un control de procés elevat.

4. Aplicacions típiques Equipament de comunicacions d'alta gamma (estacions base 5G, mòduls òptics), equipament mèdic (ventiladors, electrocardiògrafs), electrònica automotriu, productes aerospacials i mòduls de precisió de control industrial.

III. OSP – Solució d'alta densitat ambiental.

1. Principi del procés

Mitjançant l'adsorció química, es forma una pel·lícula orgànica ultrafina sobre la superfície de coure descobert, aïllant-la de l'aire i la humitat. Durant la soldadura, la pel·lícula pot descompondre's a altes temperatures sense afectar la humectació de la soldadura.

2. Paràmetres principals

Gruix del recobriment: 0,2-0,5 μm;

Temperatura de soldadura: ≤260℃;

Vida útil: 6-12 mesos en un entorn sec i segellat (una humitat > 60% pot provocar fallades);

Normes ambientals: Lliure de metalls pesants i halògens, compleix RoHS/REACH/IPC-J-STD-004.

3. Característiques principals

Vantatges: Procés ecològic, cost moderat, superfície llisa, no afecta la dissipació de calor del PCB, sense residus després de la soldadura.

Limitacions: Resistència tèrmica moderada, requisits alts per a l'entorn d'emmagatzematge, no resistent a la fricció.

4. Aplicacions típiques Telèfons intel·ligents, tauletes, ordinadors portàtils, dispositius IoT, PCB d'alta densitat (placas multilayer, placas HDI)

IV. Immersió d'argent – Una opció destacada per a productes de freqüència alta i de gamma mitjana-alta

1. Principi del procés：

Es diposita un recobriment d'argent pur sobre la superfície d'una capa de coure mitjançant una reacció de desplaçament. No es requereix electricitat i la capa d'argent és uniforme i densa, amb una excel·lent conductivitat i soldabilitat.

2. Paràmetres principals

• Espessor de la capa d'argent: 0,8-2,0 μm

• Rugositat superficial: Ra < 0,15 μm

• Vida útil: 6-9 mesos en envasat sota buit

• Conductivitat: Resistència de contacte < 3 mΩ

3. Característiques principals

Vantatges: Baixa pèrdua de transmissió de senyal, bona humectabilitat en soldar, cost inferior a l'ENIG, sense plom ni halògens, respectuós amb el medi ambient, alta llisor superficial.

Limitacions: La capa de plata és propensa a l'oxidació, la resistència a la corrosió és lleugerament inferior a la de l'ENIG, cal controlar la temperatura durant la soldadura.

4. Aplicacions típiques： Estacions base de comunicacions, encaminadors, commutadors, mòduls de control industrial, instruments de proves i electrònica de consum mitjana i alta.

V. Estany per immersió – Una solució compatible amb passos fins

1. Principi del procés

Es diposita un recobriment d'estany pur sobre la superfície de la capa de coure mitjançant una reacció de desplaçament. La capa d'estany és similar en material al soldat, té una excel·lent compatibilitat durant la soldadura i pot formar directament unions soldades fiables sense processat addicional.

2. Paràmetres principals

Gruix de la capa d'estany: 1,0-3,0 μm;

Rugositat de la superfície: Ra<0,15 μm;

Vida útil: 6-9 mesos en un entorn segellat;

Temperatura de soldadura: 240-255℃

3. Característiques principals

Vantatges: Superfície llisa, rendiment estable en la soldadura, sense plom i respectuós amb el medi ambient, cost inferior al ENIG/plata per immersió, requisits d'emmagatzematge més flexibles.

Limitacions: Capa de soldadura més tova, propensa a ratllades, pot desenvolupar "bigots de soldadura" en ambients de temperatures elevades prolongades.

4. Aplicacions típiques Electrònica automotriu, sensors industrials, dispositius per a habitatges intel·ligents, PCBs de gamma mitjana i alta

VI. Taula comparativa de les diferències principals en els processos habituals