EN
PCB overflatebehandling
Løsninger for høykvalitets overflatebehandling av PCB til bruk i medisinsk, industriell, bilindustri og konsumentelektronikk. Velg blant ENIG, HASL, OSP, Immersion Silver og gullplatering – tilpasset for å forbedre loddeforhold, korrosjonsmotstand og lang levetid. Nøyaktig applikasjon, kompatibilitet med 24-timers prototyping, rask levering og DFM-støtte sikrer optimal ytelse for dine PCB-er.
Beskrivelse
Hva er PCB-overflatebehandling?
PCB overflatebehandling er et kjerne trinn i etterbehandling under produksjon av PCB-kort uten komponenter. Det innebærer å avsette en jevn og tett funksjonell beläggning på overflaten av det nakne kobberlaget på PCB-en ved hjelp av kjemiske, fysiske eller elektrokjemiske metoder. Hovedfunksjonen er å løse problemene knyttet til naken kobber som lett oksiderer og har dårlig loddeegenskaper, samtidig som det tilpasses ytelseskravene for ulike bruksområder. Det er et nøkkelskritt for å sikre loddeforbindelsers pålitelighet, levetid og elektrisk ytelse for PCB-er.
Hovedmål
• Motstand mot oksidasjon og korrosjon: Rent kobber eksponert for luft og fuktighet er utsatt for oksidasjon, som danner kobberoksid, noe som fører til feil ved lodding og redusert elektrisk ytelse. Overflatebehandlingslag kan isolere kobberlaget fra det ytre miljøet, og dermed forlenge lagringsperioden og levetiden til PCB-er.
• Forbedret pålitelighet ved lodding: Belegget må ha god våtbarhet for å redusere risikoen for kalde loddeforbindelser og feil loddeforbindelser, spesielt egnet for loddingskravene til presisjonskomponenter som 03015 og QFP i SMT.
• Sikret elektrisk ytelse: Noen belegg kan redusere kontaktmotstanden og forbedre stabiliteten i signaloverføring, og dermed oppfylle kravene til høyfrekvente og høyhastighetskretser.
• Tilpasset spesialscenarier: Tilpasset beskyttelse tilbys for miljøer med høy temperatur, høy fuktighet og høy renhet.
Vanlige typer overflatebehandling
| Behandlingstype | PROSESSPRINSIPPEL | Hovudtrekk | Fordeler | begrensning | Typiske anvendelsesscenarier |
| HASL | Den nakne PCB-platen blir nedsenket i smeltet lod, og deretter skrapes overtallig lod bort med varm luft under høyt trykk for å danne et jevnt lodlag. | Lodlagets tykkelse er 5–25 μm, og overflaten er litt ru. | Lav kostnad, moden teknologi, høy effektivitet i masseproduksjon og god lodesammenliknbarhet | Flatheten er gjennomsnittlig, noe som gjør den uegnet for komponenter med fin pitch; høytemperaturbehandling av blyfri plate kan påvirke PCB-substratet. | Konsumentelektronikk, generell industriell utstyr, strømmoduler |
| ENIG | Først avsettes en nikkel-fosfor-legering kjemisk, deretter følger et tynn lag gullplatering. Nikkellaget virker som sperrelag, mens gulllaget gir lodbarhet og god kontakt ytelse. | Jevn overflate, utmerket elektrisk ledningsevne og god korrosjonsbestandighet | Den er kompatibel med presisjonskomponenter og høyfrekvente kretser, og kan brukes i kontaktområder som knapper og tilkoblingsdeler som krever gjentatt på- og avkobling. | Kostnaden er relativt høy, og for tykke gulllag kan lett føre til "gullsprøhet"-problemer. | Høykvalitets kommunikasjonsutstyr, medisinsk utstyr, bil-elektronikk, luft- og romfartsprodukter |
| OSP | En organisk film dannes på det nakne kobberoverflaten gjennom kjemisk adsorpsjon, og forhindrer oksidasjon fra luft. | Prosessen er miljøvennlig, overflaten er jevn, og den påvirker ikke varmeavledningen fra PCB-en. | Middels pris, kompatibel med høytetthets PCB-er og blyfri lodding, og filmen kan brytes ned naturlig etter lodding. | Høye krav til lagringsmiljø, generelt lav varmetoleranse | Smarttelefoner, nettbrett, bærbare datamaskiner, IoT-enheter |
| Gullbelegging med sølv | Et lag med rent sølv avsettes på den nakne kobberoverflaten gjennom en forskyvningsreaksjon, noe som resulterer i et sølvlag med utmerket ledningsevne og loddebarhet. | Lav signaloverføringstap, god loddevetting og høy overflatens glatthet | Lavere kostnad enn ENIG, kompatibel med høyfrekvenskretser og mellom- til høyklasset elektronisk utstyr, blyfritt og halogenfritt, miljøvennlig. | Søvllaget er utsatt for oksidasjon, og korrosjonsbestandigheten er noe dårligere enn ENIG. | Kommunikasjonsbasestasjoner, rutere, industrielle kontrollmoduler og testinstrumenter |
| Immersion Tin | Forskyvningsreaksjonen avsetter et rent tinnlag, som har utmerket kompatibilitet med lodde og kan loddes direkte. | Glat overflate, stabil loddingsytelse, blyfritt og miljøvennlig | Den er egnet for montering av fine-pitch- og mikrokomponenter, med lavere prosesskostnader enn ENIG og lengre holdbarhet. | Tinnlaget er relativt mykt og lett å krasje, så det bør beskyttes mot kraftige fall eller friksjon. | Bil-elektronikk, industrielle sensorer, smarte hjemme-enheter |
Kingfield overflatebehandlingsprosess fordeler
• Kvalitetskontroll for hele prosessen: Fra råvarer til ferdige produkter overholder det IPC-6012 og ISO9001 standarder;
• Tilpassede løsninger: Anbefaler den optimale behandlingsløsningen i henhold til kundens behov, og støtter tilpasset spesialbelegging;
• Miljømessig samsvar: Alle prosesser oppfyller RoHS og REACH sine miljøkrav, er blyfrie og halogenfrie, og kompatible med miljøstandarder for høyteknologiske industrier som medisinsk utstyr og bilindustri.
Detaljert prosessanalyse
Overflatebehandlingsprosesser for ulike typer kretskort
PCB-overflatebehandling er et kjernefelt i etterbehandlingsprosessen under produksjon av blanke kretskort. Den innebærer å danne et funksjonelt belegg på kopperlaget ved hjelp av kjemiske, fysiske eller elektrokjemiske metoder. Prosessen løser hovedsakelig problemer som oksidasjon av blank kopper og utilstrekkelig loddeforbindelse, samt tilpasser seg ytelseskravene i ulike bruksområder. Følgende er en grundig analyse av dominerende prosesser:
HASL – Et kostnadseffektivt valg
Prosessprinsipp: Det blanke PCB-panelet nedsenkes i smeltet loddsold, og overskytende loddsold skrapes bort med et varmluftskniv med høyt trykk for å danne et jevnt loddsoldbelegg på overflaten av kopperlaget. Etter avkjøling stivner det og får form.
Kjerneparametere:
Belegghøyde: 5–25 μm;
Loddestemperatur: 235–245 °C for tradisjonelle bly-tinn-legeringer, 250–260 °C for blyfrie legeringer;
Hylleliv: 6–12 måneder under normale forhold;
Miljøstandarder: Tradisjonelle modeller med bly oppfyller ikke RoHS, blyfrie modeller oppfyller RoHS/REACH.
Nøkkelfunksjoner
Fordeler: Lav kostnad, moden prosess, god loddekompabilitet, god slitasjemotstand.
Begrensninger: Overflateplanhet er gjennomsnittlig, egner seg ikke for komponenter med fin pitch; høytemperaturbehandling av blyfrie PCB-er kan føre til lett deformasjon av PCB-substratet.
Typiske anvendelser： Konsumentelektronikk, generell industriutstyr, kraftmoduler, lavpreget medisinsk utstyr.
ENIG – Førstevalg for høyteknologisk presisjon
1. Prosesprinsipp
Den kjemiske nedsettingsmetoden brukes til først å danne et barrièrelag av nikkel-fosfor-legering på overflaten av kopperlaget, og deretter sette av et tynn gulllag. Ingen strøm kreves i hele prosessen, og belegget har høy uniformitet
2. Kjerneparametre
• Tykkelse på nikkellag: 5-10μm, gulllagtykkelse: 0,05–1,0μm
• Overflateruhet: Ra<0,1μm
• Lagringsperiode: 12–24 måneder i lukket og tørr miljø
• Korrosjonsbeskyttelse : Saltsprøyvetest ≥96 timer (industriell klasse), ≥144 timer (militær klasse)
3. Viktige egenskaper
Fordeler: Glatt overflate (egnet for presisjonskomponenter som BGA og QFP), utmerket ledningsevne, god motstand mot oksidasjon/korrosjon, egnet for høyfrekvenskretser, støtter gjentatt lodding samt innsetting/fjerning.
Begrensninger: Høyere kostnad, for tykke gulllag kan føre til «gullsprødighet» og krever avansert prosesskontroll.
4. Typiske anvendelser Høyklasset kommunikasjonsutstyr (5G-basestasjoner, optiske moduler), medisinsk utstyr (ventilatorer, elektrokardiografer), bilteknologi, luftfart og romfart produkter, samt presisjonsmoduler for industriell styring.
III. OSP – Høydensitets miljøløsning.
1. Prosesprinsipp
Gjennom kjemisk adsorpsjon dannes et ekstremt tynn organisk film på det nakne kobberoverflaten, noe som isolerer den fra luft og fuktighet. Under skjæring kan filmlaget brytes ned ved høye temperaturer uten å påvirke loddevettingen.
2. Kjerneparametre
Tykkelse på belegg: 0,2–0,5 μm;
Skjæringstemperatur: ≤260℃;
Holdbarhet: 6–12 måneder i et tørt, lukket miljø (fuktighet > 60 % kan føre til svikt);
Miljøstandarder: Fri for tungmetaller og halogener, oppfyller RoHS/REACH/IPC-J-STD-004.
3. Viktige egenskaper
Fordeler: Miljøvennlig prosess, moderat kostnad, jevn overflate, påvirker ikke PCB-varmeavgivelse, ingen rester etter skjæring.
Begrensninger: Moderat varmebestandighet, høye krav til lagringsmiljø, er ikke slitfast.
4. Typiske anvendelser Smarttelefoner, nettbrett, bærbare datamaskiner, IoT-enheter, høydensitets PCB-er (flerlagskort, HDI-kort)
IV. Immersjons sølv – Et førsteklasses valg for høyfrekvente og mellom- til high-end produkter
1. Prosessprinsipp:
Et rent sølvbelegg avsettes på overflaten av et kopperlag gjennom en ombytningsreaksjon. Ingen elektrisitet er nødvendig, og sølvlaget er jevnt og tett, med utmerket ledningsevne og loddbarhet.
2. Kjerneparametre
• Tykkelse på sølvlag: 0,8–2,0 μm
• Overflateruhet: Ra < 0,15 μm
• Lagerlevetid: 6–9 måneder under vakuumemballasje
• Ledningsevne: Kontaktmotstand < 3 mΩ
3. Viktige egenskaper
Fordeler: Lav signaloverførings tap, god loddbarhet, lavere kostnad enn ENIG, blyfritt og halogenfritt, miljøvennlig, høy overflatens glatthet.
Begrensninger: Sørlaget er utsatt for oksidasjon, korrosjonsbestandighet er noe dårligere enn ENIG, krever temperaturregulering under lodding.
4. Typiske anvendelser: Kommunikasjonsbasestasjoner, rutere, brytere, industrielle kontrollmoduler, testinstrumenter og mellom- til høyklasset konsumentelektronikk.
V. Innstikksbading med tinn – En løsning kompatibel med fin pitch
1. Prosesprinsipp
Et rent tinnbelegg avsettes på overflaten av kopperlaget gjennom en forskyvningsreaksjon. Tinnlaget er likt i materiale som lodde, har utmerket kompatibilitet under lodding og kan direkte danne pålitelige loddeforbindelser uten ekstra behandling.
2. Kjerneparametre
Tykkelse på tinnlaget: 1,0–3,0 μm;
Overflatebruk: Ra < 0,15 μm;
Holdbarhet: 6–9 måneder i et lukket miljø;
Loddetemperatur: 240-255℃
3. Viktige egenskaper
Fordeler: Glatt overflate, stabil loddeeegenskaper, blyfritt og miljøvennlig, lavere kostnad enn ENIG/innstikksbading sølv, mer fleksible lagringskrav.
Begrensninger: Mykere loddelag, følsomt for skrape, kan utvikle "loddhår" under langvarige høye temperaturforhold.
4. Typiske anvendelser Bilteknisk elektronikk, industrielle sensorer, smarte hjemmeenheter, PCB-er av middels til høy kvalitet
VI. Sammenligningstabell over kjerneforskjeller i hovedprosesser
| Sammenligningsdimensjoner | HASL | ENIG | OSP | Gullbelegging med sølv | Immersion Tin |
| Kostnadsnivå | Låg | høy | middels til lav | Middels og høy | midt |
| Overflatelighet | Typisk (Ra≈0,8–1,2 μm) | Utmerket (Ra<0,1 μm) | Utmerket (Ra<0,2 μm) | Utmerket (Ra<0,15 μm) | Utmerket (Ra<0,15 μm) |
| Minimumsavstand for passform | ≥0,5 mm pitch | ≥0,3 mm pitch | ≥0,2 mm pitch | ≥0,4 mm pitch | ≥0,3 mm pitch |
| Lagringsperiode | 6-12 måneder | 12–24 måneder | 6–12 måneder (må tørkes) | 6–9 måneder (vakuumforpakt) | 6-9 måneder |
| Korrosjonsbeskyttelse | Moderat (saltkall ≥ 48 timer) | Utmerket (saltkall ≥ 96 timer) | Moderat (saltkall ≥ 48 timer) | God (saltkall ≥ 72 timer) | God (saltkall ≥ 60 timer) |
| Miljøoverholdelse | Blyfri versjon er i overensstemmelse med RoHS | I overensstemmelse med RoHS/REACH | I overensstemmelse med RoHS/REACH/halogenned | I overensstemmelse med RoHS/REACH | I overensstemmelse med RoHS/REACH |
| Typiske anvendelsesscenarier | Generell elektronikk, masseproduktprodukter | Høykvalitets presisjon, militær/medisinsk | Høy tetthet konsumentelektronikk, Internett av Ting | Høyfrekvent kommunikasjon, mellom- til høyklasset utstyr |
Bilelektronikk, fin-pitch montering |
