Sifat Permukaan PCB

Apa itu Siap Permukaan PCB?

Sifat Permukaan PCB adalah langkah pemprosesan utama dalam pengeluaran papan PCB kosong. Ia merujuk kepada mendepositkan lapisan fungsi yang seragam dan padat pada permukaan lapisan tembaga kosong PCB melalui kaedah kimia, fizikal, atau elektrokimia. Fungsi utamanya adalah untuk menyelesaikan masalah lapisan tembaga kosong yang mudah teroksidasi dan mempunyai kemampuan solder yang lemah, sambil menyesuaikan dengan keperluan prestasi bagi pelbagai senario aplikasi. Ia merupakan langkah penting untuk memastikan kebolehpercayaan penyolderan, jangka hayat perkhidmatan, dan prestasi elektrik bagi PCBAs.

Objektif utama

• Anti-oksidasi dan kakisan: Kuprum telanjang yang terdedah kepada udara dan kelembapan adalah mudah dioksidakan, membentuk oksida kuprum, yang menyebabkan kegagalan pematerian dan penurunan prestasi elektrik. Lapisan rawatan permukaan boleh mengasingkan lapisan kuprum daripada persekitaran luar, memperpanjang tempoh penyimpanan dan jangka hayat PCBAs.

• Kebolehpercayaan pematerian yang ditingkatkan: Salutan mesti mempunyai kewettabiliti yang baik untuk mengurangkan risiko sambungan pematerian sejuk dan sambungan palsu, terutamanya sesuai untuk keperluan pematerian komponen presisi seperti 03015 dan QFP dalam SMT.

• Prestasi elektrik yang dijamin: Sesetengah salutan boleh mengurangkan rintangan sentuh dan meningkatkan kestabilan penghantaran isyarat, memenuhi keperluan prestasi litar frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi.

• Boleh disesuaikan dengan senario khas: Perlindungan tersuai disediakan untuk persekitaran dengan suhu tinggi, kelembapan tinggi, dan kebersihan tinggi.

Jenis-jenis rawatan permukaan biasa

Kelebihan Proses Rawatan Permukaan Kingfield

• Kawalan kualiti sepenuh proses: Dari bahan mentah hingga produk siap, ia mematuhi piawaian IPC-6012 dan ISO9001;

• Penyelesaian tersuai: Mengesyorkan penyelesaian rawatan yang optimum mengikut keperluan pelanggan, dan menyokong penyesuaian lapisan khas;

• Pematuhan alam sekitar: Semua proses memenuhi keperluan alam sekitar RoHS dan REACH, bebas plumbum dan bebas halogen, serta serasi dengan piawaian alam sekitar industri berkualiti tinggi seperti perubatan dan automotif.

Proses rawatan permukaan untuk jenis-jenis PCB yang berbeza

Rawatan permukaan PCB adalah langkah utama pasca-pemprosesan dalam pengeluaran papan kosong. Ia melibatkan pembentukan lapisan berfungsi pada lapisan tembaga menggunakan kaedah kimia, fizikal atau elektrokimia. Proses ini terutamanya menangani isu seperti pengoksidaan tembaga kosong dan kebolehpercayaan pematerian yang tidak mencukupi, serta menyesuaikan dengan keperluan prestasi bagi pelbagai senario aplikasi. Berikut adalah analisis mendalam terhadap proses arus perdana:

HASL – Pilihan berkesan dari segi kos

Prinsip Proses： Papan PCB kosong direndam ke dalam timah solder lebur, dan baki timah solder dikeluarkan oleh pisau udara panas bertekanan tinggi untuk membentuk lapisan solder seragam pada permukaan lapisan tembaga. Selepas penyejukan, ia menjadi tegar dan terbentuk.

Parameter Utama：

Ketebalan lapisan: 5-25μm;

Suhu pematerian: 235-245℃ untuk aloi timah-plumbum tradisional, 250-260℃ untuk aloi tanpa plumbum;

Tempoh hayat simpanan: 6-12 bulan dalam keadaan biasa;

Piawaian alam sekitar: Model tradisional yang mengandungi plumbum tidak mematuhi RoHS, model bebas plumbum mematuhi RoHS/REACH.

Ciri-ciri Utama

Kelebihan: Kos rendah, proses matang, keserasian pematerian yang kuat, rintangan haus yang baik.

Kekurangan: Kekataan rata permukaan adalah sederhana, tidak sesuai untuk komponen berjarak halus; pemprosesan suhu tinggi papan PCB bebas plumbum boleh menyebabkan sedikit ubah bentuk substrat PCB.

Aplikasi Tipikal： Elektronik pengguna, peralatan industri am, modul kuasa, peranti perubatan peringkat rendah.

ENIG – Pilihan Teratas untuk Ketepatan Berkualiti Tinggi

1. Prinsip Proses

Kaedah pemendapan kimia digunakan untuk terlebih dahulu membentuk lapisan penghalang aloi nikel-fosforus pada permukaan lapisan tembaga, kemudian mendepositkan lapisan emas yang nipis. Tiada elektrik diperlukan sepanjang proses, dan salutan mempunyai kepekatan yang tinggi keseragaman

2. Parameter Utama

• Ketebalan lapisan nikel: 5-10μm, ketebalan lapisan emas: 0.05-1.0μm

• Kekasaran permukaan: Ra<0.1μm

• Tempoh penyimpanan: 12-24 bulan dalam persekitaran tertutup dan kering

• Rintangan terhadap kakisan : Ujian semburan garam ≥96 jam (gred perindustrian), ≥144 jam (gred tentera)

3. Ciri-ciri Utama

Kelebihan: Permukaan licin (sesuai untuk komponen presisi seperti BGA dan QFP), konduktiviti sangat baik, rintangan oksidasi/kakis yang kuat, sesuai untuk litar frekuensi tinggi, menyokong penyolderan dan pemasangan/pengeluaran berulang.

Kekangan: Kos yang lebih tinggi, lapisan emas yang terlalu tebal boleh menyebabkan "kerapuhan emas", dan memerlukan kawalan proses pada tahap tinggi.

4. Aplikasi Typikal Peralatan komunikasi kelas atas (stesen asas 5G, modul optik), peralatan perubatan (ventilator, elektrokardiograf), elektronik automotif, produk aerospace, dan modul presisi kawalan perindustrian.

III. OSP – Penyelesaian Persekitaran Ketumpatan Tinggi.

1. Prinsip Proses

Melalui penjerapan kimia, satu lapisan organik ultra nipis terbentuk pada permukaan tembaga telanjang, mengasingkannya daripada udara dan kelembapan. Semasa penyolderan, lapisan ini boleh terurai pada suhu tinggi tanpa menjejaskan pembasahan solder.

2. Parameter Utama

Ketebalan salutan: 0.2-0.5μm;

Suhu pengeldiman: ≤260℃;

Hayat rak: 6-12 bulan dalam persekitaran kering dan tertutup (kelembapan > 60% boleh menyebabkan kegagalan);

Piawaian alam sekitar: Bebas daripada logam berat dan halogen, memenuhi RoHS/REACH/IPC-J-STD-004.

3. Ciri-ciri Utama

Kelebihan: Proses mesra alam, kos sederhana, permukaan licin, tidak menjejaskan peresapan haba PCB, tiada sisa selepas penyolderan.

Kekangan: Ketahanan suhu sederhana, keperluan tinggi terhadap persekitaran penyimpanan, tidak tahan geseran.

4. Aplikasi Typikal Telefon pintar, tablet, komputer riba, peranti IoT, PCB berketumpatan tinggi (papan berbilang lapisan, papan HDI)

IV. Perak Rendaman – Pilihan Utama untuk Produk Frekuensi Tinggi dan Produk Mid-ke-Atas

1. Prinsip Proses：

Lapisan perak tulen dilengserkan pada permukaan lapisan tembaga melalui tindak balas penggantian. Tiada elektrik diperlukan, dan lapisan perak adalah seragam dan padat, mempunyai kekonduksian dan kemampuan pematerian yang sangat baik.

2. Parameter Utama

• Ketebalan lapisan perak: 0.8-2.0 μm

• Kekasaran permukaan: Ra < 0.15 μm

• Jangka hayat simpan: 6-9 bulan di bawah pembungkusan vakum

• Kekonduksian: Rintangan sentuh < 3 mΩ

3. Ciri-ciri Utama

Kelebihan: Kehilangan transmisi isyarat rendah, kebasahan pematerian yang baik, kos lebih rendah daripada ENIG, bebas plumbum dan bebas halogen, mesra alam, kehalusan permukaan tinggi.

Kekangan: Lapisan perak mudah teroksidasi, rintangan kakisan sedikit lebih rendah daripada ENIG, kawalan suhu diperlukan semasa pematerian.

4. Aplikasi Tipikal： Stesen asas komunikasi, penghala, suis, modul kawalan perindustrian, instrumen ujian, dan elektronik pengguna pertengahan hingga berkualiti tinggi.

V. Timah Celup – Penyelesaian yang Serasi untuk Pic Berhalus

1. Prinsip Proses

Lapisan timah tulen dilengkapkan pada permukaan lapisan tembaga melalui tindak balas anjakan. Lapisan timah mempunyai keserasian bahan yang serupa dengan solder, mempunyai keserasian yang sangat baik semasa penyolderan, dan boleh membentuk sambungan solder yang boleh dipercayai secara langsung tanpa pemprosesan tambahan.

2. Parameter Utama

Ketebalan lapisan timah: 1.0-3.0μm;

Kerutan permukaan: Ra<0.15μm;

Hayat rak: 6-9 bulan dalam persekitaran tertutup;

Suhu penyolderan: 240-255℃

3. Ciri-ciri Utama

Kelebihan: Permukaan licin, prestasi penyolderan stabil, bebas plumbum dan mesra alam, kos lebih rendah berbanding ENIG/timah celup, keperluan penyimpanan lebih fleksibel.

Kekangan: Lapisan solder lebih lembut, mudah tercalar, mungkin menghasilkan "jumbai solder" di persekitaran suhu tinggi yang berpanjangan.

4. Aplikasi Typikal Elektronik automotif, sensor industri, peranti rumah pintar, PCB sederhana hingga tinggi

Jadual Perbandingan Perbezaan Utama dalam Proses Arus Perdana