Технологија завршног деловања на површини ПЦБ-а у производњи: процеси, перформансе и критеријуми за избор

ПХБ површина је критичан производњи процес који директно утиче на сварење, електричне перформансе, поузданост и живот производа. Пошто се голе површине бакра брзо оксидирају, технологија завршног облагања површине је од суштинског значаја за заштиту изложеног бакарног пакета и осигурање доследног квалитета монтаже. Овај чланак представља уобичајене типове завршних делова на површини ПЦБ-а, њихове принципе процеса, предности и ограничења, као и практичне смернице за избор за различите сценарије примене.

1. у вези са Начин на који се производи ПЦБ површина

Површина се наноси на изложена бакарна подручја као што су плочице и виаси за:

· Превенција оксидације бакра

· Обезбедити добру заварљивост

· Обезбедите стабилну, равну површину за монтажу компоненти

· Побољшање дугорочне поузданости

Површина мора остати компатибилна са следећим ПЦБА процесима, посебно рефлоу лембањем без олова.

2. Уколико је потребно. Уобичајене врсте завршних делова на површини ПЦБ-а

2.1 ХАСЛ (изравнивање лемпи са топлим ваздухом)

ХАСЛ је један од најтрадиционалнијих процеса завршног обраде површине.

Принцип процеса:

· ПЦБ се улива у растопљену лемљиву

· Ножеви са врућим ваздухом уклањају вишак лемпи

Предности:

· Добра заварива способност

· Ниска цена

· Зреле и широко подржане

Ограничења:

· Неравна површина

· Не погодан за фино-печ или БГА пакети

· Термички стрес током обраде

Без олова ХАСЛ додатно повећава топлотне утицаје због веће температуре топљења.

2.2 ЕНИГ (електролесс никел иммерсион злато)

ЕНИГ се широко користи за ПЦБ-е високе густине и фине тачке.

Структура процеса:

· Електролесс никел слој (36 μм)

· Потапање слоја злата (0,050,1 мкм)

Предности:

· Равна и равномерна површина

· Одлична компатибилност са БГА и КФН

· Дуг рок трајања

· Добра отпорност на корозију

Потенцијални ризици:

· Дефект црне подлоге

· Више трошкова процеса

· Никел слој утиче на перформансе високих фреквенција

2.3 ОСП (органички конзерванс за заваривање)

ОСП је танко органско премазивање које се директно наноси на бакар.

Предности:

· Веома равна површина

· Ниска цена

· Нема тешке метале

· Добра електрична перформанса

Ограничења:

· Ограничен рок трајања

· Осетљив на руковођење и вишеструке циклове рефлоа

· Потребна је строга контрола процеса током монтаже

ОСП се обично користи у потрошачкој електроници са великим запремином.

2.4 Потапање сребром

Потапање сребра даје танки слој сребра изнад бакра.

Предности:

· Одлична електрична проводност

· Равна површина

· Добра високофреквентна перформанса

Проблем:

· Облекавање

· Осетљивост на контаминацију сумпуром

· Потребно је контролисано складиштење

Често се користи у радио-функцијама и брзиним дигиталним апликацијама.

2.5 Потапање калуном

Потапање калуном формира чист слој калуна изнад бакра.

Предности:

· Равна површина

· Добра заварива способност

· Погодан за преско-фит конекторе

Забринутости:

· Ризик од калинских мустака

· Ограничен рок трајања

· захтеви за стабилност процеса

Употребљава се углавном у специфичним индустријским апликацијама.

3. Постављање Утицај на електричне и механичке перформансе

3.1 Поузданост спојних спојева

Површина на површини утиче на:

· Повођење мокрила

· Формирање интерметалних једињења (ИМЦ)

· Дугорочна стабилност зглобова

Неисправна изборна завршна боја може довести до слабих споја за лемљење или превременог неуспеха.

3.2 Разматрања интегритета сигнала

За пројекте за брзе и ФР:

· Огроба површина

· Додатни слојеви метала (нпр. никел у ENIG-у)

Ови фактори утичу на губитак уноса и стабилност импеданце.

4. Уколико је потребно. Поузданност и отпорност на животну средину

Утицаји на избор површинске завршке:

· Отпорност на корозију

· Вишеструка издржљивост рефлоа

· Перформансе топлотне циклике

У аутомобилским и индустријским апликацијама често се фаворизују завршеци са дужем трајањем и већом чврстоћом.

5. Појам Разматрања производње и трошкова

Кључне компромисе укључују:

· Складност процеса у односу на трошкове

· Осетљивост приноса

· Способност добављача

Не подржавају сви произвођачи ПЦБ-а сваку површину са истим квалитетом.

6. Уколико је потребно. Типични водич за избор апликације

Примена	Препоручено завршетак
Електроника за потрошаче	OSP
Фино-пич / БГА	ENIG
Прототипи са ниским трошковима	HASL
РФ / Високобрзина	Имерсија сребра
Индустријска / Аутомобилска	ENIG / Потапање калуном

7. Уобичајене недостатке на површини

· Црна плоча (ЕНИГ)

· Оксидација (ОСП)

· Неравномерно премазивање (ХАСЛ)

· Трниш (Сребро)

Ранње откривање и ревизије процеса добављача су кључни за превенцију.