Yfirborðsbehandlingartæknilegur ferli fyrir PCB í framleiðslu: Ferlar, afköst og valkriterium

Yfirborðsafgerð PCB er mikilvæg framleiðsluferli sem áhrifar beint viðlímunar, rauntíma afköst, áreiðanleika og geymslutíma vörur. Þar sem óbeinna kopar yfirborð oxíduast hratt er yfirborðsafgerðartækni nauðsynleg til að vernda opin koparplötur og tryggja samhverf gæði í samsetningu. Þessi grein kynnir algengar tegundir yfirborðsafgerða PCB, ferlisprinsipp, kosti og takmarkanir þeirra og praktískar leiðbeiningar fyrir val á mismunandi notkunarsviðum.

1. Áform yfirborðsafgerðar PCB

Yfirborðsafgerð er sett á opin kopar svæði eins og plötur og gegnumhola til þess að:

· Koma í veg fyrir koparoxíðun

· Tryggja góða viðlímun

· Veita stöðugt, jafnt yfirborð fyrir samsetningu hluta

· Bæta langtímaáreiðanleika

Yfirborðsafgerðin verður að vera samhæfð við eftirfarandi PCBA ferli, sérstaklega viðlímun án blygs með endurhitun.

2. Algengar tegundir yfirborðsafgerða PCB

2.1 HASL (Hitaskjólt viðlímun)

HASL er einn af hefðbundnuðu yfirborðsafgerðarferlunum.

Ferlisprinsipp:

· PCB er dýpt í þeytt leður

· Hitaloftskúpur fjarlægja auka leður

Áherslur:

· Góð leðurhæfni

· Lág kostnaður

· Þróuð og víða stuðlað

Takmarkanir:

· Ójafnt yfirborð

· Ekki hentug fyrir fína pökkun eða BGA-pakka

· Hitaspenni við vinnslu

Blyslaust HASL aukar hitáhrifin frekar vegna hærra smeltitempuranna.

2.2 ENIG (raukalaus nikkel-djúpsýningargull)

ENIG er víða notað fyrir háþéttleika- og fín-pitch PCB.

Framleiðsluuppbygging:

· Raukalaus nikkel-lag (3–6 μm)

· Djúpsýningargull-lag (0,05–0,1 μm)

Áherslur:

· Flat og jafnt yfirborð

· Frábær samhæfni við BGA og QFN

· Lang geymslutilvísun

· Góð mótsöfnunarmótstöðu

Potentiell áhætta:

· Defektur 'svartur hringur'

· Hærri framleiðslukostnaður

· Niklalag áhrifar háfrekvenzumarkaðar

2.3 OSP (Organískt fyrirvarnarlak)

OSP er þunn organísk yfirborðslag sem beitt er beint á kopar.

Áherslur:

· Mjög jafn yfirborð

· Lág kostnaður

· Engin þungmetali

· Góð raunveruleg rafmagnsstarfsemi

Takmarkanir:

· Takmarkað geymslutími

· Viðkvæmt fyrir meðhöndlun og mörg endurhitningarferli

· Krefst strangs ferlastjórnunar við samsetningu

OSP er algengt í hávolum neytendaelectronics.

2.4 Doppun í silfur

Doppun í silfur gefur þunnan silfurhjúðlag á yfirborði kopars.

Áherslur:

· Frábær rafleiðni

· Jafnt yfirborð

· Góð afstaða við háár tíðni

Áskoranir:

· Myndun á svartu húðlagi (tarnishing)

· Viðkvæmt fyrir súlfurfyringsmengun

· Krefst stjórnaðra geymsluþinga

Notuð oft í RF- og háhraða tölulegum forritum.

2.5 Döppun í tin

Döppun í tin myndar hreint tinslag yfir kopar.

Áherslur:

· Jafnt yfirborð

· Góð leðurhæfni

· Hentar fyrir press-fit tengi

Ábyrgðir:

· Hætta á tinlóður

· Takmarkað geymslutími

· Kröfur um ferlasmæri

Notuð aðallega í ákveðnum iðnaðarforritum.

3. Áhrif á raf- og vélarstarfsemi

3.1 Áreiðanleiki lóðunarbanda

Yfirborðsloka áhrifar:

· Vatnsleysishegðun

· Myndun milliþátta (IMC)

· Langtímastöðugleiki tenginga

Órétt val á yfirborðsloku getur leitt til veikra löðusambanda eða óvænta bila.

3.2 Hugsanir um merkjaintegritet

Fyrir háhraða- og RF-hönnun:

· Ójafnheit yfirborðs

· Viðbótarmetalllag (t.d. nikkel í ENIG)

Þessir þættir áhrifa innsetningartap og stöðugleika viðstöðu.

4. Áreiðanleiki og umhverfisþol

Val á yfirborðsúrlit áhrifar:

· Úrþol gegn ruskingu

· Mörg endurtekin reyfingarferli

· Framförum við þermískar sveiflur

Í bifreiða- og iðnaðarsviði er oft gefin forgjöf yfirborðsúrliti með lengri geymsluþol og hærra áreiðanleika.

5. Framleiðbarleiki og kostnaðaráherslur

Lykilvandamál við val á samvægi eru:

· Flækja ferlisins vs. kostnaður

· Viðkvæmni framleiðsluhlutfalls

· Aðgerðagæði framleiðanda

Ekki allir framleiðendur á prentaðum kringlum styðja alla yfirborðslokunir með jafn góðu gæðum.

6. Leiðbeiningar fyrir venjulegar notkunartilvik

Notkun	Mæld lokun
Neytendatækni	OSP
Fínur þéttingur / BGA	ENIG
Lágvirkt prófunarbúnaður	HASL
RF / Háhraða	Innlögunarsilfur
Iðnaður / Bílar	ENIG / Dopplokun í tin

7. Algengar villa í yfirborðslokunum

· Svartur útstreymi (ENIG)

· Oxíðun (OSP)

· Ójafnaður þekjur (HASL)

· Dökkun (silfur)

Tímabundin greining og endurgangur á framleiðandaprófum eru lykil að koma í veg fyrir vandamál.