ՊԱՊ-ի մակերևույթի վերջնամշակման տեխնոլոգիան արտադրության մեջ՝ գործընթացներ, արդյունավետություն և ընտրության չափանիշներ

ՊԱՊ-ի մակերևույթի վերջնամշակումը կրիտիկական արտադրական գործընթաց է, որը ուղղակիորեն ազդում է սոլդավորման հնարավորության, էլեկտրական ցուցանիշների, հուսալիության և արտադրանքի պահման ժամկետի վրա: Քանի որ մաքուր պղնձի մակերևույթները արագ օքսիդանում են, մակերևույթի վերջնամշակման տեխնոլոգիան անհրաժեշտ է բաց թողնված պղնձե մակերեսների պաշտպանության և համատեղելիության ապահովման համար՝ ապահովելով համատեղելիության մշտական որակ: Այս հոդվածը ներկայացնում է ՊԱՊ-ի մակերևույթի վերջնամշակման տարածված տեսակները, դրանց գործողության սկզբունքները, առավելություններն ու սահմանափակումները, ինչպես նաև տարբեր կիրառման դեպքերի համար պրակտիկ ընտրության ուղեցույցներ:

1. ՊԱՊ-ի մակերևույթի վերջնամշակման նպատակը

Մակերևույթի վերջնամշակումը կիրառվում է մետաղական մակերեսների (օրինակ՝ միացման տարածքներ և անցքեր) վրա՝ հետևյալ նպատակներով.

· Պղնձի օքսիդացման կանխարգելում

· Լավ սոլդավորման հնարավորության ապահովում

· Կոմպոնենտների միացման համար կայուն և հարթ մակերևույթի ապահովում

· Երկարաժամկետ հուսալիության բարելավում

Մակերևույթի վերջնամշակումը պետք է համատեղելի լինի հետագա ՊԱՊ-ի միացման գործընթացների հետ, հատկապես՝ առանց կապարի ռեֆլոու սոլդավորման հետ:

2. ՊԱՊ-ի մակերևույթի վերջնամշակման տարածված տեսակները

2.1 HASL (տաք օդով սոլդայի մակարդակավորում)

HASL-ը մետաղապատման ամենահին եղանակներից մեկն է։

Գործընթացի սկզբունքը.

· ՊԱՎ-ը խորտակվում է հալված սոլդատի մեջ

· Տաք օդի դանակները հեռացնում են ավելցուկային սոլդատը

Առավելություններ:

· Լավ սոլդատավորման հատկություն

· Ցածր արժեք

· Հաստատված և լայնորեն աջակցվող

Hatasner:

· Անհավասար մակերես

· Չի հարմարվում փոքր միջակայք ունեցող կամ BGA փաթեթների համար

· Թերմիկ լարվածություն մշակման ընթացքում

Անապակի ՀԱՍԼ-ը լրացուցիչ մեծացնում է ջերմային ազդեցությունը՝ պայմանավորված բարձր հալման ջերմաստիճաններով:

2.2 ԷՆԻԳ (քիմիական նիկելի և մետաղական ոսկու շերտավորում)

ԷՆԻԳ-ը լայնորեն օգտագործվում է բարձր խտության և փոքր միջառանցքային տարածությամբ ՊԿՊ-ների համար:

Գործընթացի կառուցվածքը.

· Քիմիական նիկելի շերտ (3–6 մկմ)

· Մետաղական ոսկու շերտ (0.05–0.1 մկմ)

Առավելություններ:

· Հարթ և համասեռ մակերես

· Բացառիկ համատեղելիություն BGA և QFN տարրերի հետ

· Երկար պահման ժամկետ

· Լավ կոռոզիայի դիմացկունություն

Հնարավոր ռիսկեր.

· Սև պատվաստի սխալ

· Բարձր գործընթացի ծախս

· Նիկելի շերտը ազդում է բարձր հաճախականության աշխատանքի վրա

2.3 OSP (օրգանական սոլդերավորման պահպանման միջոց)

OSP-ը պղնձի վրա ուղղակիորեն կիրառվող բարակ օրգանական ծածկույթ է:

Առավելություններ:

· Շատ հարթ մակերես

· Ցածր արժեք

· Չի պարունակում ծանր մետաղներ

· Լավ էլեկտրական ցուցանիշներ

Hatasner:

· Սահմանափակ պահեստավորման ժամկետ

· Հատուկ զգայուն է ձեռքով մշակման և բազմակի վերահալման ցիկլերի նկատմամբ

· Պահանջում է խիստ գործընթացի վերահսկում մոնտաժման ընթացքում

OSP-ն ընդհանուր առմամբ օգտագործվում է բարձր ծավալային սպառողական էլեկտրոնիկայում։

2.4 Արծաթի ներծծում

Արծաթի ներծծումը պղնձի վրա ստեղծում է բարակ արծաթե շերտ։

Առավելություններ:

· Գերազանց էլեկտրական հաղորդականություն

· Հարթ մակերես

· Լավ բարձր հաճախականության աշխատանք

Խնդիրներ՝

· Սևացում

· Թերագնահատված է ծծմբի աղտոտման նկատմամբ

· Պահպանման պայմանների վերահսկում է պահանջվում

Հաճախ օգտագործվում է RF և բարձրարագ թվային կիրառումներում։

2.5 Իմերսիոն կապար

Իմերսիոն կապարը պղնձի վրա ձևավորում է մաքուր կապարի շերտ։

Առավելություններ:

· Հարթ մակերես

· Լավ սոլդատավորման հատկություն

· Հարմար է ճնշման միացման կապակցիչների համար

Հարցեր՝

· Կապարի մազիկների ռիսկ

· Սահմանափակ պահեստավորման ժամկետ

· Պրոցեսի կայունության պահանջներ

Օգտագործվում է հիմնականում որոշակի արդյունաբերական կիրառումներում։

3. Էլեկտրական և մեխանիկական կատարումի վրա ազդեցությունը

3.1 Սոլդատային միացման հուսալիությունը

Մակերեսի վերջնամշակումը ազդում է՝

· Խոնավացման վարքագիծ

· Միջմետաղական միացության (IMC) առաջացում

· Միացման երկարաժամկետ կայունություն

Սխալ վերջնական մշակման ընտրությունը կարող է հանգեցնել թույլ սոլդատային միացումների կամ վաղ ձախողման:

3.2 Ազդանշանի ամբողջականության համար դիտարկվող հարցեր

Բարձր արագությամբ և RF դիզայնների համար.

· Մակերեսի խորշունակություն

· Լրացուցիչ մետաղային շերտեր (օրինակ՝ նիկել ENIG-ում)

Այս գործոնները ազդում են մուտքային կորուստի և իմպեդանսի կայունության վրա:

4. Հուսալիություն և շրջակա միջավայրի նկատմամբ դիմացկունություն

Մակերևույթի վերջնամշակման ընտրության ազդեցությունը.

· Կոռոզիայի դիմադրություն

· Բազմակի ռեֆլոուի դիմացկունություն

· Ջերմային ցիկլավորման կատարում

Ավտոմոբիլային և արդյունաբերական կիրառումներում հաճախ նախընտրվում են այն վերջնամշակումները, որոնք ունեն երկար պահպանման ժամկետ և բարձր կայունություն:

5. Արտադրելիություն և ծախսերի հաշվառում

Հիմնական փոխզիջումները ներառում են.

· Գործընթացի բարդությունը ընդդեմ ծախսերի

· Ելքի զգայունություն

· Մատակարարի հնարավորություններ

Ոչ բոլոր ՊԿՊ արտադրողներն են աջակցում բոլոր մակերևույթի վերջնամշակումներին նույն որակով:

6. Տիպիկ կիրառման ընտրության ուղեցույց

Ակտիվացում	Առաջարկվող վերջնամշակում
Սպառողական էլեկտրոնիկա	OSP
Մանր քայլ / BGA	ENIG
Ցածր արժեքի պրոտոտիպներ	HASL
RF / Բարձր արագությամբ	Իմերսիոն արծաթ
Արդյունաբերական / Ավտոմոբիլային	ENIG / Իմերսիոն կապար

7. Ընդհանուր մակերևույթի վերջնամշակման սխալներ

· Սև պատվածք (ENIG)

· Օքսիդացում (OSP)

· Անհավասար պատում (HASL)

· Մուգ գունավորում (արծաթ)

Կանխարգելման համար կարևոր են վաղ հայտնաբերումը և մատակարարի արտադրական գործընթացների աուդիտները: