8 Finitions de surface courantes des PCB: Comment choisir le bon?

La finition de surface d'un PCB est un revêtement ou un traitement appliqué aux traces et plages de cuivre exposées d'un circuit imprimé.. Il joue un rôle essentiel dans la fonctionnalité et la durée de vie des PCB. Ce guide présentera un aperçu 8 principales finitions de surface des PCB, y compris leurs avantages, limites et applications. en plus, nous énumérons les considérations clés pour sélectionner le bon traitement de surface PCB pour vos cartes. Lisons la suite.

Pourquoi la finition de surface des PCB est nécessaire?

Application de finitions de surface de PCB dans Fabrication de PCB est crucial pour protéger les traces de cuivre de l’oxydation et des contaminants environnementaux qui dégradent les performances. Ces finitions de surface PCB protègent contre l'humidité, poussière, produits chimiques, et températures extrêmes, empêchant la pénétration et la corrosion du Matériau PCB. Ils contribuent également à une soudure et une adhérence efficaces lors de l'assemblage., amélioration de la conductivité thermique et électrique pour une meilleure efficacité du circuit. La bonne finition prolonge la durée de vie d'un PCB en réduisant l'abrasion, empêchant l'accumulation de ternissement, et résister au développement de dendrites qui pourraient provoquer des courts-circuits. Globalement, les finitions de surface sont essentielles à la fois à la fabrication et à la fonctionnalité, préserver la soudabilité, limiter les dommages environnementaux, et assurer une fabrication fluide pour des applications spécifiques.

8 Types de finitions de surface des PCB

1. HASL

Nivellement de soudure à air chaud (HASL) est l'une des finitions de surface des PCB les plus courantes en raison de son faible coût et de sa capacité à être soudée.. Le processus HASL consiste à plonger le PCB dans de la soudure liquide, puis à l'aide de couteaux à air chaud pour niveler la surface. Bien que peu coûteux et accessible, HASL a certaines limites. La topographie inégale peut causer des problèmes avec les petits composants à montage en surface sous 0805 taille de boîtier ou BGA à pas fin(tableaux de grilles à billes). Le pontage entre les pads constitue également un risque sur les cartes d'interconnexion haute densité.. en outre, étain-plomb standard HASL contient du plomb, il n'est donc pas conforme à la réglementation RoHS. Le HASL sans plomb est une option mais coûte plus cher.

Pour les cartes comportant principalement des pièces traversantes ou des supports de grande surface, HASL reste un bon choix économique. Mais pour les planches avec des composants à pas ultra-fin, routage dense, et exigences sans plomb, d'autres finitions peuvent être préférables.

2. HASL sans plomb

Nivellement de soudure à air chaud sans plomb (HASL) utilise de l'étain et du cuivre, étain-nickel, ou des alliages étain-cuivre-nickel plutôt qu'une soudure étain-plomb standard. Cela en fait une option économique conforme à RoHS. pourtant, comme le HASL traditionnel, il souffre toujours d'une topographie inégale qui peut causer des problèmes avec les petits supports en surface.

Pour les cartes avec des composants à pas plus fin à haute densité, les revêtements par immersion peuvent être un meilleur choix malgré leur coût légèrement plus élevé. Le dépôt uniforme fourni par les finitions par immersion aide à prévenir les pontages et autres défauts sur les cartes comportant de minuscules composants à puce ou des réseaux de grilles à billes..

En général, HASL sans plomb offre une soudabilité rentable combinée à une conformité réglementaire. Cependant, certaines applications avec des emballages de petite taille ou des détails fins peuvent bénéficier de l'uniformité de surface améliorée des finitions par immersion..

3. ACCEPTER

Or chimique sur nickel (ACCEPTER) est un traitement de surface de circuit imprimé constitué d'une couche de nickelage recouverte d'une fine couche d'or. Cette combinaison offre une durabilité, finition résistante à la corrosion avec une durée de conservation prolongée sur plusieurs années.

Le processus de dépôt par immersion crée une surface plane uniforme bien adaptée aux panneaux avec gazon correct Composants, BGA, et petits paquets de chips. ENIG permet également le câblage filaire. pourtant, son prix est supérieur à celui des autres finitions.

Les problèmes potentiels à prendre en compte avec ENIG sont la formation de tampons noirs sous les boîtiers BGA et la gravure agressive du masque de soudure., ce qui peut nécessiter des barrages de masques plus grands. Les BGA entièrement définis par masque de soudure doivent également être évités avec cette finition.

4. ENEPIG

Nickel chimique Palladium chimique Or à immersion (ENEPIG) est une finition de surface multicouche pour PCB introduite pour la première fois dans les années 1990. Il est constitué de placages successifs de nickel, palladium, et de l'or. Bien qu’initialement peu adopté en raison du coût élevé du palladium, L'ENEPIG connaît un regain d'intérêt ces dernières années.

Cette finition offre une soudabilité comparable aux finitions comme ENIG et l'argent par immersion, avec une excellente résistance à la corrosion et une durée de conservation prolongée dépassant 12 mois. Le dépôt métallique uniforme offre une finition de surface plane, idéale pour les cartes comportant des composants haute densité et des dimensions fines.. ENEPIG est également connectable par fil.

Les inconvénients potentiels sont toujours un coût plus élevé que d'autres finitions courantes et certaines limitations en termes de retouchabilité.. La compatibilité avec les processus de fabrication doit également être prise en compte. pourtant, pour les planches nécessitant une durée de conservation, lienabilité, et soudabilité, ENEPIG pourrait mériter d'être pris en considération malgré son coût plus élevé.

5. Or dur

Le placage à l'or dur est l'une des finitions de PCB les plus durables, avec des épaisseurs typiques de 30-50 micropouces d'or déposés sur 100 micropouces de nickel. Il offre une excellente résistance à l'usure pour les composants avec des cycles d'accouplement fréquents comme les connecteurs. pourtant, l'or dur est également l'une des finitions les plus coûteuses.

En raison de sa capacité de soudure limitée, l'or dur trouve des applications peu fréquentes dans les joints de soudure. Les applications typiques incluent les connecteurs de bord, contacts de la batterie, et points de test sur les cartes prototypes. Sa dureté et sa longévité le rendent bien adapté à ces cas d'utilisation malgré son coût élevé..

Les avantages du placage à l’or dur sont une longue durée de vie fonctionnelle, compatibilité sans plomb, et résistance à la corrosion. Les inconvénients incluent le prix élevé et les étapes de traitement supplémentaires souvent requises, comme le placage des bus..

6. Argent immergé

L'argent par immersion est une finition pour PCB sans plomb qui n'oxyde pas le cuivre comme les finitions à base d'étain. Encore, l'exposition à l'air conduit souvent à son ternissement. Pour préserver la soudabilité, Les PCB à argent par immersion nécessitent un emballage protecteur et ont une courte durée de conservation de 6-12 mois. Une fois retiré de l'emballage, les cartes doivent subir une soudure dans la journée avant que la finition ne se dégrade.

Le processus de dépôt par immersion crée une excellente planéité de surface pour les cartes comportant des composants à pas fin ou des réseaux de grilles à billes.. L'argent par immersion est également rentable par rapport aux finitions à base d'or. pourtant, les risques de manipulation et d'exposition obligent les assembleurs à travailler rapidement une fois les cartes déballées. Les masques pelables doivent être évités pour éviter d’endommager la finition.

7. Boîte à immersion

Boîte à immersion, une finition de surface sans plomb pour les PCB, est mis en œuvre à l'aide d'une technique de dépôt chimique. Il fournit une fine couche uniforme d'étain sur les traces de cuivre. La topographie plate de l'étain par immersion le rend bien adapté aux cartes comportant des composants à pas fin, tableaux de grilles à billes, et autres petits supports en surface. Comme revêtement par immersion économique, l'étain a des inconvénients. Il peut s'oxyder avec le temps, diminution de la soudabilité. Pour garantir des joints de soudure de qualité, l'assemblée devrait suivre dans 30 jours de placage. Une production en grand volume peut atténuer ce problème, mais des volumes inférieurs peuvent justifier une finition plus stable en conservation, comme l'argent par immersion..

Une manipulation soigneuse est nécessaire car l'étain à immersion est sensible aux risques de contamination et de croissance de moustaches.. Il grave également le masque de soudure et limite l'utilisation de masques pelables.. pourtant, pour les cartes avec ou sans plomb sensibles aux coûts avec un assemblage rapide, l'étain par immersion peut fournir une soudabilité fiable.

8. OSP

Conservateurs organiques de soudabilité (OSP) protéger les surfaces en cuivre des circuits imprimés en déposant une fine couche organique. Cette couche OSP est appliquée via un processus automatisé comme le trempage ou la pulvérisation.. Il empêche l'oxydation du cuivre avant le soudage.

Les films OSP sont très fins, dans la gamme de 0.05 à 0.2 microns, donc l'épaisseur ne peut pas être mesurée directement. Ils offrent une protection temporaire avec une durée de conservation typique de 3-6 mois. Par rapport aux finitions métalliques, Les OSP ont un impact environnemental minimal. pourtant, ils nécessitent une manipulation soigneuse pour éviter d'endommager le revêtement.

Les avantages des OSP incluent un faible coût, ajout de processus simple, retravaillabilité, et compatibilité sans plomb. Les inconvénients sont la courte durée de conservation, incapacité à protéger les trous plaqués, et problèmes potentiels liés à l'inspection optique automatisée.

Comment choisir la bonne finition de surface pour votre PCB?

Ci-dessous, nous énumérons plusieurs considérations clés lors de la sélection de la finition de surface des cartes de circuits imprimés pour votre projet de PCB.:

Solderability – The ability of the finish to be wetted by solder during assembly, est important pour garantir une bonne fiabilité des joints de soudure.

Shelf Life – It refers to how long the finish can maintain solderability before oxidation occurs., ce qui est crucial pour préserver les PCB sur des périodes prolongées.

Performance des cycles thermiques : la finition de la surface doit être capable de résister à des cycles répétés de chauffage et de refroidissement pendant le fonctionnement sans se fissurer ni se dégrader.. Ceci est important pour les produits qui seront soumis à des fluctuations de température et à des contraintes thermiques dans leur environnement prévu..

Wear Resistance – The ideal surface finish will resist wearing off or degrading during handling, Assemblée, accouplement des connecteurs, ou d'autres processus mécaniques.

Cost – The material and processing costs can vary substantially for different surface finishes, le budget doit donc être équilibré avec les exigences de performance.

Lead-free Compatibility – If lead-free solder alloys will be used, la finition de surface doit être compatible et mouillable avec les soudures sans plomb.

Environmental Regulations – The surface finish must comply with any legislative restrictions on use of hazardous substances, comme la directive RoHS en Europe.

Mots finaux

La sélection de la meilleure finition de surface PCB pour votre produit implique l'évaluation de plusieurs facteurs. Si vous envisagez toujours la finition de surface idéale pour votre prochain projet, contactez-nous. Nous vous aiderons à faire le bon choix. Avec près de deux décennies d'expérience dans la fabrication de PCB pour les plus grandes marques technologiques de divers secteurs à travers le monde., notre société a développé des compétences substantielles dans la fabrication et l'assemblage de PCB, utilisant une large gamme de techniques de finition de surface.