PCB Surface Finish

Ano ang Surface Finish ng PCB?

PCB Surface Finish ay isang pangunahing hakbang sa pagproseso matapos ang produksyon ng PCB bare board. Ito ay nangangahulugan ng paglalapat ng isang pantay at masiksik na punsiyon na patina sa ibabaw ng bukas na tanso layer ng PCB gamit ang kemikal, pisikal, o elektrokemikal na pamamaraan. Ang pangunahing tungkulin nito ay upang malutas ang problema ng pagkakalawang ng bukas na tanso at mahinang kakayahang masolder, habang umaakma sa mga pangangailangan ng iba't ibang mga aplikasyon. Ito ay isang mahalagang hakbang upang matiyak ang kahusayan sa pagsolder, habambuhay, at elekrikal na pagganap ng PCBAs.

Pangunahing layunin

• Kontra-oxidation at korosyon: Ang bare copper na nakalantad sa hangin at kahalumigmigan ay madaling ma-oxidize, na nagbubunga ng copper oxide, na siyang dahilan ng pagkabigo sa pag-solder at pagbaba ng electrical performance. Ang mga surface treatment layer ay maaaring maghiwalay sa copper layer mula sa panlabas na kapaligiran, na nagpapahaba sa panahon ng imbakan at habambuhay ng mga PCBAs.

• Pinabuting katiyakan sa pag-solder: Dapat may magandang wettability ang patong upang mabawasan ang panganib ng cold solder joints at maling solder joints, lalo na angkop para sa mga kinakailangan sa pag-solder ng mga precision component tulad ng 03015 at QFP sa SMT.

• Siniguradong electrical performance: Ang ilang mga patong ay maaaring bawasan ang contact resistance at mapabuti ang katatagan ng signal transmission, na nakakatugon sa mga pangangailangan sa performance ng high-frequency at high-speed circuits.

• Maaaring iakma sa mga espesyal na sitwasyon: Nagbibigay ng customized protection para sa mga kapaligiran na mataas ang temperatura, kahalumigmigan, at kalinisan.

Karaniwang mga uri ng surface treatment

Mga Benepisyo ng Proseso ng Kingfield Surface Treatment

• Kontrol sa kalidad sa buong proseso: Mula sa hilaw na materyales hanggang sa tapos na produkto, sumusunod ito sa mga pamantayan ng IPC-6012 at ISO9001;

• Mga pasadyang solusyon: Irekomenda ang pinakamainam na solusyon para sa paggamot batay sa pangangailangan ng kliyente, at suportahan ang pasadyang paglalagay ng coating;

• Pagsunod sa kalikasan: Ang lahat ng proseso ay sumusunod sa RoHS at REACH na pamantayan sa kalikasan, walang lead at walang halogen, at tugma sa mga pamantayan sa kalikasan ng mga mataas na antas ng industriya tulad ng medikal at automotive.

Mga proseso ng surface treatment para sa iba't ibang uri ng PCBs

Ang paggamot sa ibabaw ng PCB ay isang pangunahing hakbang sa post-processing sa produksyon ng bare board. Kasaklawan nito ang pagbuo ng functional coating sa copper layer gamit ang mga kemikal, pisikal, o elektrokemikal na paraan. Ang prosesong ito ay nakatuon sa paglutas ng mga isyu tulad ng oxidasyon ng bare copper at kulang na katiyakan sa pag-solder, habang inaayon din sa mga pangangailangan sa pagganap para sa iba't ibang sitwasyon ng aplikasyon. Narito ang masusing pagsusuri sa mga karaniwang proseso:

HASL – Isang murang opsyon

Pangunahing Prinsipyo ng Proseso: Ang bareng PCB board ay inilulubog sa tinunaw na solder, at ang sobrang solder ay tinatanggal gamit ang mataas na presyong hot air knife upang makabuo ng isang pantay na solder coating sa ibabaw ng copper layer. Matapos lumamig, ito ay lumalapot at nabubuo.

Mga Pangunahing Parameter:

Kapal ng patong: 5-25μm;

Temperatura ng pag-solder: 235-245℃ para sa tradisyonal na lead-tin alloys, 250-260℃ para sa lead-free alloys;

Tagal bago maubos: 6-12 buwan sa ilalim ng normal na kondisyon;

Mga pamantayan sa kapaligiran: Ang tradisyonal na mga modelo na may lead ay hindi sumusunod sa RoHS, ang mga modelo naman na walang lead ay sumusunod sa RoHS/REACH.

Mga Pangunahing katangian

Mga Benepisyo: Mababa ang gastos, matured na proseso, malakas ang compatibility sa pag-solder, maganda ang resistensya sa pagsusuot.

Mga Limitasyon: Katamtaman lamang ang kinis ng ibabaw, hindi angkop para sa mga maliit na pitch na komponente; maaaring magdulot ng bahagyang pagbaluktot sa substrate ng PCB ang mataas na temperatura sa proseso ng lead-free na PCB.

Tipikal na mga aplikasyon: Mga elektronikong kagamitang pang-consumer, karaniwang kagamitang pang-industriya, mga modyul ng kuryente, mga low-end na medikal na device.

ENIG – Ang Nangungunang Pagpipilian para sa Mataas na Presisyon

1. Prinsipyo ng Proseso

Ginagamit ang paraan ng chemical deposition upang muna'y bumuo ng isang nickel-phosphorus alloy barrier layer sa ibabaw ng copper layer, at pagkatapos ay idedeposito ang manipis na layer ng ginto. Hindi kailangan ang kuryente sa buong proseso, at mataas ang kalidad ng coating pagkakapareho

2. Mga Pangunahing Parameter

• Kapal ng nickel layer: 5-10μm, kapal ng gold layer: 0.05-1.0μm

• Kabuuan ng ibabaw: Ra<0.1μm

• Panahon ng imbakan: 12-24 na buwan sa nakaselyadong at tuyo na kapaligiran

• Lumalaban sa korosyon : Pagsubok sa asin na ulan ≥96 na oras (industriyal na grado), ≥144 na oras (militar na grado)

3. Mga Kinakailangang Katangian

Mga Bentahe: Makinis na ibabaw (angkop para sa mga precision component tulad ng BGA at QFP), mahusay na conductivity, matibay na paglaban sa oxidation/corrosion, angkop para sa high-frequency circuits, sumusuporta sa paulit-ulit na pag-solder at pag-install/pag-alis.

Limitasyon: Mas mataas ang gastos, masyadong makapal na gold layer ay maaaring magdulot ng "gold brittleness," at nangangailangan ng mataas na antas ng control sa proseso.

4. Mga Tipikal na Aplikasyon Mga high-end na kagamitan sa komunikasyon (5G base stations, optical modules), kagamitan sa medisina (ventilators, electrocardiographs), automotive electronics, aerospace products, at mga precision module sa industrial control.

III. OSP – Mataas na Density na Solusyon sa Kapaligiran.

1. Prinsipyo ng Proseso

Sa pamamagitan ng kemikal na adsorbsyon, nabubuo ang isang ultrahalumigmig na organikong pelikula sa ibabaw ng bare copper, na naghihiwalay dito sa hangin at kahalumigmigan. Habang nanolder, ang pelikulang ito ay maaaring masira sa mataas na temperatura nang hindi nakakaapekto sa pagbasag ng solder.

2. Mga Pangunahing Parameter

Kapal ng patong: 0.2-0.5μm;

Temperatura ng Pagwelding: ≤260℃;

Buhay ng istante: 6-12 buwan sa tuyong, nakaselyadong kapaligiran (ang kahalumigmigan > 60% ay maaaring magdulot ng kabiguan);

Environmental standards: Walang mga mabibigat na metal at halogen, sumusunod sa RoHS/REACH/IPC-J-STD-004.

3. Mga Kinakailangang Katangian

Mga Bentahe: Proseso na nakababagay sa kalikasan, katamtamang gastos, makinis na ibabaw, hindi nakakaapekto sa pag-alis ng init ng PCB, walang natitirang basura matapos mag-solder.

Limitasyon: Katamtamang paglaban sa temperatura, mataas ang pangangailangan sa kapaligiran ng imbakan, hindi lumalaban sa alitan.

4. Mga Tipikal na Aplikasyon Mga smartphone, tablet, laptop, mga device sa IoT, mataas ang densidad na PCBs (maramihang layer boards, HDI boards)

IV. Immersion Silver – Nangungunang Pagpipilian para sa Mataas na Dalas at Mid-to-High-End na Produkto

1. Pangunahing Prinsipyo ng Proseso:

Isang manipis na patong ng pulang pilak ang inilalagay sa ibabaw ng isang layer ng tanso sa pamamagitan ng reaksyong pagpapalit. Walang kailangang kuryente, at pare-pareho at masigla ang patong ng pilak, na may mahusay na kondaktibidad at kakayahang masolder.

2. Mga Pangunahing Parameter

• Kapal ng patong ng pilak: 0.8-2.0 μm

• Kabuuan ng ibabaw: Ra < 0.15 μm

• Tagal ng maaaring imbakin: 6-9 buwan sa ilalim ng vacuum packaging

• Kondaktibidad: Contact resistance < 3 mΩ

3. Mga Kinakailangang Katangian

Mga Bentahe: Mababang signal transmission loss, mabuting soldering wettability, mas mura kaysa ENIG, walang lead at walang halogen, kaibigan sa kapaligiran, mataas na surface smoothness.

Limitasyon: Madaling ma-oxidize ang patong ng pilak, bahagyang mas mababa ang kakayahang lumaban sa corrosion kumpara sa ENIG, kailangan ng kontrol sa temperatura habang nagsu-solder.

4. Karaniwang Aplikasyon: Mga base station sa komunikasyon, router, switch, mga modyul sa industrial control, instrumento sa pagsusuri, at mid-to-high-end na consumer electronics.

V. Immersion Tin – Isang Solusyon na Katugma sa Fine-Pitch

1. Prinsipyo ng Proseso

Inilalagay ang isang patong na buong timar na timbang sa ibabaw ng tanso sa pamamagitan ng isang reaksyon na pagpapalit. Katulad ang layer ng timar sa materyales ng solder, may mahusay na katugmaan habang nagso-solder, at maaaring direktang bumuo ng maaasahang solder joints nang walang karagdagang proseso.

2. Mga Pangunahing Parameter

Kapal ng layer ng timar: 1.0-3.0μm;

Kababagusan ng ibabaw: Ra<0.15μm;

Buhay ng istante: 6-9 buwan sa isang nakaselyadong kapaligiran;

Temperatura ng pag-solder: 240-255℃

3. Mga Kinakailangang Katangian

Mga Bentahe: Makinis na ibabaw, matatag na pagganap sa pag-solder, walang lead at nakakabenta sa kalikasan, mas mababa ang gastos kumpara sa ENIG/immersion silver, mas nakapagbabago ang mga kinakailangan sa imbakan.

Limitasyon: Mas malambot na layer ng solder, madaling masugatan, maaaring magdala ng "solder whiskers" sa ilalim ng matagal na mataas na temperatura.

4. Mga Tipikal na Aplikasyon Mga elektronikong bahagi ng sasakyan, mga industrial sensor, mga smart home device, mid-to-high-end na PCBs

VI. Talahanayan ng Paghahambing ng Mga Pangunahing Pagkakaiba sa mga Karaniwang Proseso