PCB virsmas pārklājums

Kas ir PCB virsmas pārklājums?

PCB virsmas pārklājums ir galvena pēcapstrādes darbība PCB tukšās plates ražošanā. Tas attiecas uz vienmērīgas un blīvas funkcionālas pārklājuma nanēšanu uz PCB tukšās vara kārtas virsmas, izmantojot ķīmiskas, fizikālas vai elektroķīmiskas metodes. Tā galvenā funkcija ir novērst problēmas, ka tukšs vads ir tendencē oksidēties un tam ir zema saldējamība, kā arī pielāvoties dažādiem pielietojuma scenārijiem. Šis ir būtisks solis, lai nodrošinātu PCB saldēšanas uzticamību, kalpošanas laiku un elektrisko veiktspēju.

Galvenais mērķis

• Pretoksidēšanās un korozijas aizsardzība: Tukšs vars, kas ir pakļauts gaisam un mitrumam, ir tendēts uz oksidēšanos, veidojot vara oksīdu, kas izraisa pieslēgšanās kļūmes un samazina elektrisko veiktspēju. Virsmas apstrādes slānis var atdalīt vara kārtu no ārējās vides, pagarinot PCB uzglabāšanas periodu un kalpošanas laiku.

• Uzlabota pieslēgšanās uzticamība: Pārklājumam jābūt ar labu mitrināmību, lai samazinātu aukstās lodēšanas savienojumu un nepareizu savienojumu risku, īpaši piemērots precīziem komponentiem, piemēram, 03015 un QFP lodēšanas prasībām SMT procesā.

• Garantētas elektriskās īpašības: Daži pārklājumi var samazināt kontaktrezistenci un uzlabot signāla pārraides stabilitāti, atbilstot augstfrekvences un augstas ātrdarbības shēmu prasībām.

• Pielāgošanās speciāliem scenārijiem: Piedāvā pielāgotu aizsardzību augstas temperatūras, augstas mitruma un augstas tīrības vides apstākļiem.

Biežākās virsmas apstrādes veidi

Kingfield virsmas apstrādes procesa priekšrocības

• Pilnprocessa kvalitātes kontrole: No izejvielām līdz gataviem izstrādājumiem tas atbilst IPC-6012 un ISO9001 standartiem;

• Individualizēti risinājumi: Iesakām optimālo apstrādes risinājumu atkarībā no klienta vajadzībām un atbalstām speciālu pārklājumu individualizāciju;

• Atbilstība vides prasībām: Visi procesi atbilst RoHS un REACH vides prasībām, nav svina un halogēnu, un atbilst augstas klases nozarēm, piemēram, medicīnai un automašīnām, noteiktajiem vides standartiem.

Virsmas apstrādes procesi dažādiem PCB veidiem

PCB virsmas apstrāde ir centrāls pēcapstrādes posms tukšo plates ražošanā. Tas ietver funkciju pārklājuma veidošanu uz vara kārtas, izmantojot ķīmiskas, fizikālas vai elektroķīmiskas metodes. Šis process galvenokārt risina problēmas, piemēram, tukša vara oksidēšanos un nepietiekamu lodēšanas uzticamību, kā arī pielāgojas dažādiem pielietojuma scenārijiem. Zemāk ir detalizēta analīze par plaši izplatītajām tehnoloģijām:

HASL – izdevīga izvēle

Procesa princips: Tukšā PCB plate tiek iegremdēta kuņģā sakausējumā, un pārmērīgais lodmetāls tiek noņemts ar augstspiediena karstgaisa nazi, lai uz vara kārtas virsmas veidotu vienmērīgu lodmetāla pārklājumu. Pēc atdzišanas tas sacietē un saglabā savu formu.

Galvenie parametri:

Pārklājuma biezums: 5–25 μm;

Lodēšanas temperatūra: 235–245 ℃ tradicionālajiem svina-čūskas sakausējumiem, 250–260 ℃ svina brīvajiem sakausējumiem;

Derīguma termiņš: 6–12 mēneši normālos apstākļos;

Vides standarti: Tradicionālie modeļi ar svina saturu neatbilst RoHS, svina brīvie modeļi atbilst RoHS/REACH.

Galvenās īpašības

Priekšrocības: Zema cena, nobriedis process, lieliska lodēšanas savietojamība, laba nodilumizturība.

Ierobežojumi: Virsmas plakanums ir vidējs, nav piemērots smalkajiem komponentiem; bezsvina PCB augstas temperatūras apstrāde var izraisīt nelielu PCB pamatnes deformāciju.

Tipiskas lietojumprogrammas: Patēriņa elektronika, vispārējie rūpniecības iekārtas, enerģijas moduļi, zemākās klases medicīniskās ierīces.

ENIG – Augstas precizitātes augšējā izvēle

1. Procesa princips

Ķīmiskās nogulsnes metode tiek izmantota, lai vispirms uz vara kārtas virsmas izveidotu nīķeļa-fosfora sakausējuma barjeras kārtu, un pēc tam uzklātu plānu zelta kārtu. Visā procesā elektrība nav nepieciešama, un pārklājums ir augsts vienmērība

2. Galvenie parametri

• Nīķeļa kārtas biezums: 5-10 μm, zelta slāņa biezums: 0,05-1,0 μm

• Virsmas raupjums: Ra<0,1 μm

• Uzglabāšanas periods: 12–24 mēneši noslēgtā un sausā vidē

• Korozijizturība : Sāls aerosola tests ≥96 stundas (rūpnieciskais līmenis), ≥144 stundas (militārais līmenis)

3. Galvenās īpašības

Priekšrocības: Gluda virsma (piemērota precīzām sastāvdaļām, piemēram, BGA un QFP), izcila vadītspēja, liela pretestība pret oksidēšanos/koroziju, piemērota augstfrekvenču shēmām, atbalsta daudzkārtēju lodēšanu un ievietošanu/izņemšanu.

Ierobežojumi: Augstākas izmaksas, pārmērīgi biezi zelta slāņi var izraisīt "zelta trauslumu" un prasa augstu procesa kontroles līmeni.

4. Tipiskas lietojumprogrammas Augstas klases sakaru aprīkojums (5G bāzestaciones, optiskie moduļi), medicīniskais aprīkojums (ventilatori, elektrokardiogrāfi), automašīnu elektronika, aviācijas un kosmosa produkti un rūpnieciskās vadības precīzijas moduļi.

III. OSP – Augstas blīvuma vides risinājumi.

1. Procesa princips

Izmantojot ķīmisko adsorbciju, uz tīra vara virsmas veidojas ultraplāns organiskais plēves slānis, kas no gaisa un mitruma to atdala. Lielojot, augstā temperatūrā plēve sadalās, neietekmējot lodēšanas samitrināmību.

2. Galvenie parametri

Pārklājuma biezums: 0,2–0,5 μm;

Lodēšanas temperatūra: ≤260℃;

Glabāšanas termiņš: 6–12 mēneši sausā, noslēgtā vidē (mitrums > 60 % var izraisīt bojājumu);

Vides standarti: Bez smago metālu un halogēnu, atbilst RoHS/REACH/IPC-J-STD-004.

3. Galvenās īpašības

Priekšrocības: Videi draudzīgs process, vidēja cena, gluda virsma, neietekmē PCB siltuma izkliedi, pēc lodēšanas nav atlikumu.

Ierobežojumi: Vidēja temperatūras izturība, augstas prasības uzglabāšanas videi, neiztur berzi.

4. Tipiskas lietojumprogrammas Viedtālruņi, planšetdatori, klēpjdatori, IoT ierīces, augstas blīvuma PCB (daudzslāņu plates, HDI plates)

IV. Iemēršanas sudrabs – viena no labākajām izvēlēm augstfrekvences un vidējas līdz augstas klases produktiem

1.Procesa princips:

Tīrs sudraba pārklājums tiek uzklāts vara kārtas virsējā slānī ar aizvietošanas reakciju. Nav nepieciešama elektrība, un sudraba kārta ir vienmērīga un blīva, tam piemīt izcila vadītspēja un lodējamība.

2. Galvenie parametri

• Sudraba kārtas biezums: 0,8–2,0 μm

• Virsmas raupjums: Ra < 0,15 μm

• Derīguma termiņš: 6–9 mēneši vakuumiesaiņojumā

• Vadošanā: Kontaktpretestība < 3 mΩ

3. Galvenās īpašības

Priekšrocības: Zemi signāla pārraides zudumi, laba lodēšanas samiršana, zemāka cena salīdzinājumā ar ENIG, bez svina un bez halogēniem, videi draudzīgs, augsta virsmas gludums.

Ierobežojumi: Sudraba kārta ir tendēta uz oksidēšanos, korozijizturība ir nedaudz sliktāka nekā ENIG, lodēšanas laikā nepieciešama temperatūras kontrole.

4. Tipiskās lietojumprogrammas: Sakaru bāzestaciones, maršrutētāji, komutatori, rūpniecības vadības moduļi, testēšanas instrumenti un vidējas līdz augstas klases patēriņa elektronika.

V. Iegremdējuma cinka pārklājums – Risinājums, kas piemērots precīzai piestiprināšanai

1. Procesa princips

Tīra cinka pārklājuma nanēsana vara kārtas virspusē ar aizvietošanas reakciju. Cinka kārta pēc materiāla līdzīga lodmetālam, nodrošina lielisku savietojamību lodēšanas laikā un var tieši veidot uzticamus lodējumus bez papildu apstrādes.

2. Galvenie parametri

Cinka kārtas biezums: 1,0–3,0 μm;

Virsmas rupjums: Ra<0,15 μm;

Glabāšanas termiņš: 6–9 mēneši noslēgtā vidē;

Lodēšanas temperatūra: 240-255℃

3. Galvenās īpašības

Priekšrocības: Gluda virsma, stabilas lodēšanas īpašības, svina brīvs un videi draudzīgs, zemākas izmaksas salīdzinājumā ar ENIG/immersion sibru, elastīgāki uzglabāšanas nosacījumi.

Ierobežojumi: Mīkstāka lodēšanas kārta, viegli iegūt skrāpējumus, ilgstošā augstas temperatūras ietekmē var veidoties "lodēšanas ūsiņas".

4. Tipiskas lietojumprogrammas Automobiļu elektronika, rūpnieciskie sensori, viedās mājas ierīces, vidēja līmeņa un augstāka līmeņa PCB

VI. Galveno atšķirību salīdzinājuma tabula starp plaši izmantotajiem procesiem