8 Обычная обработка поверхности печатных плат: Как правильно выбрать?

Отделка поверхности печатной платы — это покрытие или обработка, наносимая на открытые медные дорожки и площадки печатной платы.. Он играет решающую роль в функциональности и сроке службы печатной платы.. В этом руководстве будет представлен обзор 8 основные виды обработки поверхности печатных плат, включая их преимущества, ограничения и приложения. Кроме того, мы перечисляем ключевые факторы для выбора правильной обработки поверхности печатной платы для ваших плат. Давай читать дальше.

Почему необходима обработка поверхности печатной платы?

Нанесение отделки поверхности печатной платы в Изготовление печатных плат имеет решающее значение для защиты следов меди от окисления и загрязнений окружающей среды, которые ухудшают производительность.. Эти покрытия поверхности печатной платы защищают от влаги., пыль, химикаты, и экстремальные температуры, предотвращение проникновения и коррозии Материал печатной платы. Они также способствуют эффективной пайке и адгезии во время сборки., улучшение тепло- и электропроводности для повышения эффективности схемы. Правильная отделка продлевает срок службы печатной платы за счет уменьшения истирания., предотвращение накопления потускнения, и противодействие развитию дендритов, которое может вызвать замыкание. Общий, обработка поверхности важна как для производства, так и для функциональности., сохранение паяемости, ограничение экологического ущерба, и обеспечение бесперебойного изготовления для конкретных применений.

8 Типы отделки поверхности печатной платы

1. HASL

Выравнивание припоя горячим воздухом (HASL) является одним из наиболее распространенных видов отделки поверхности печатных плат из-за его низкой стоимости и возможности пайки.. Процесс HASL предполагает погружение печатной платы в жидкий припой., затем с помощью ножей горячего воздуха выровняйте поверхность.. Хотя недорого и доступно, HASL имеет некоторые ограничения. Неровная топография может вызвать проблемы с небольшими компоненты для поверхностного монтажа под 0805 размер корпуса или BGA с мелким шагом(массивы шариковых сеток). Перемычки между контактными площадками также представляют опасность для межблочных плат с высокой плотностью соединений.. более того, стандартный оловянный свинец HASL содержит свинец, поэтому он не соответствует правилам RoHS. Бессвинцовый HASL является вариантом, но его стоимость выше..

Для плат с преимущественно сквозными деталями или большими поверхностными креплениями, HASL остается хорошим экономичным выбором. Однако для плат с компонентами со сверхмелким шагом, плотная маршрутизация, и требования к содержанию свинца, другие варианты отделки могут быть предпочтительнее.

2. Бессвинцовый HASL

Выравнивание бессвинцовой пайкой горячим воздухом (HASL) использует олово-медь, олово-никель, или сплавы олово-медь-никель вместо стандартного оловянно-свинцового припоя.. Это делает его экономичным вариантом, соответствующим требованиям RoHS.. тем не мение, как традиционный HASL, он по-прежнему страдает от неровной топографии, которая может вызвать проблемы с небольшими поверхностными креплениями..

Для плат с высокой плотностью компонентов с мелким шагом, иммерсионные покрытия могут быть лучшим выбором, несмотря на их немного более высокую стоимость.. Равномерное осаждение, обеспечиваемое погружением, помогает предотвратить перемычки и другие дефекты на платах с крошечными чип-компонентами или массивами шариковых решеток..

В общем, Бессвинцовый HASL обеспечивает экономичную пайку в сочетании с соблюдением нормативных требований.. Тем не менее, для некоторых применений с небольшими размерами корпусов или мелкими деталями может быть полезна улучшенная ровность поверхности, получаемая при погружной отделке..

3. ДАТЬ СОГЛАСИЕ

Химическое золото поверх никеля (ДАТЬ СОГЛАСИЕ) это обработка поверхности печатной платы, состоящая из слоя никелирования, покрытого тонким слоем золота.. Такое сочетание обеспечивает долговечность, коррозионностойкое покрытие с увеличенным сроком годности, рассчитанным на несколько лет..

Процесс напыления погружением создает однородную плоскую поверхность, хорошо подходящую для плат с мелкий шаг составные части, BGA, и небольшие пакеты чипов. ENIG также позволяет выполнять соединение проводов.. тем не мение, это более высокая стоимость по сравнению с другими вариантами отделки..

Потенциальные проблемы, о которых следует знать при использовании ENIG, — это образование черных площадок под корпусами BGA и агрессивное травление паяльной маски., для чего могут потребоваться более крупные маски-плотины. При такой отделке также следует избегать использования BGA, полностью определенных паяльной маской..

4. ENEPIG

Химический никель, химический палладий, иммерсионное золото (ENEPIG) — это многослойное покрытие поверхности печатной платы, впервые представленное в 1990-х годах.. Он состоит из последовательных покрытий никеля., палладий, и золото. Первоначально не получил широкого распространения из-за высокой стоимости палладия., В последние годы интерес к ENEPIG возобновился..

Эта отделка обеспечивает паяемость, сравнимую с такими покрытиями, как ENIG и иммерсионное серебро., наряду с превосходной коррозионной стойкостью и увеличенным сроком хранения, превышающим 12 месяцы. Равномерное напыление металла обеспечивает ровную поверхность, идеальную для плат с высокой плотностью компонентов и мелкими размерами элементов.. ENEPIG также можно склеивать проволокой..

Потенциальными недостатками по-прежнему являются более высокая стоимость, чем у других распространенных видов отделки, а также некоторые ограничения на возможность повторной обработки.. Совместимость с производственными процессами также требует рассмотрения.. тем не мение, для плат, требующих срока годности, связанность, и паяемость, ENEPIG может заслуживать рассмотрения, несмотря на свою надбавку к стоимости.

5. Твердое золото

Покрытие твердым золотом является одним из самых прочных покрытий печатных плат., с типичной толщиной 30-50 микродюймы золота, нанесенного на 100 микродюймы никеля. Обеспечивает превосходную износостойкость компонентов, требующих частых циклов соединения, таких как разъемы.. тем не мение, твёрдое золото также является одним из самых дорогих видов отделки..

Из-за ограниченных возможностей пайки., твердое золото нечасто применяется в паяных соединениях.. Типичные области применения включают краевые соединители., контакты батареи, и тестовые точки на платах прототипов. Твердость и долговечность делают его подходящим для таких случаев использования, несмотря на высокую стоимость..

Преимущества твердого золотого покрытия – длительный срок службы., бессвинцовая совместимость, и коррозионная стойкость. К недостаткам относятся высокая цена и часто необходимые дополнительные этапы обработки, такие как покрытие шин..

6. Иммерсионное серебро

Иммерсионное серебро — это покрытие печатных плат, не содержащее свинца, которое не окисляет медь, как покрытия на основе олова.. Еще, воздействие воздуха часто приводит к его потускнению. Для сохранения паяемости, Печатные платы с иммерсионным серебром требуют защитной упаковки и имеют короткий срок хранения. 6-12 месяцы. После извлечения из упаковки, платы должны быть подвергнуты пайке в течение суток, прежде чем покрытие ухудшится..

Процесс напыления погружением обеспечивает превосходную плоскостность поверхности для плат с компонентами с мелким шагом или массивами шариковых решеток.. Иммерсионное серебро также экономически выгодно по сравнению с покрытиями на основе золота.. тем не мение, Риски обращения и воздействия означают, что сборщики должны работать быстро после распаковки плат.. Следует избегать использования снимаемых масок, чтобы предотвратить повреждение покрытия..

7. Погружная банка

Погружная банка, обработка поверхности печатных плат без содержания свинца, реализуется методом химического осаждения. Обеспечивает тонкое равномерное покрытие оловом поверх медных дорожек.. Плоская топография иммерсионной банки делает ее хорошо подходящей для плат с компонентами с мелким шагом., массивы шариковых сеток, и другие небольшие поверхностные крепления. В качестве экономичного иммерсионного покрытия., у олова есть недостатки. Он может окисляться со временем, снижение паяемости. Для обеспечения качественных паяных соединений, сборка должна последовать в течение 30 дни покрытия. Крупные объемы производства могут смягчить эту проблему., но меньшие объемы могут гарантировать более стабильное при хранении покрытие, например, иммерсионное серебро..

Требуется осторожное обращение, поскольку иммерсионная банка чувствительна к загрязнению и риску роста усов.. Он также протравливает паяльную маску и ограничивает использование отслаиваемых масок.. тем не мение, для экономичных плат со свинцом или без свинца с быстрой сборкой, олово для погружения может обеспечить надежную пайку.

8. OSP

Органические консерванты для пайки (ОСП) защитить медные поверхности печатных плат путем нанесения тонкого органического покрытия. Этот слой OSP наносится посредством автоматизированного процесса, такого как погружение или распыление.. Предотвращает окисление меди перед пайкой..

Пленки OSP очень тонкие., в диапазоне 0.05 к 0.2 микроны, поэтому толщину нельзя измерить напрямую. Они обеспечивают временную защиту со стандартным сроком хранения 3-6 месяцы. По сравнению с металлической отделкой, OSP оказывают минимальное воздействие на окружающую среду. тем не мение, требуют осторожного обращения во избежание повреждения покрытия.

К преимуществам ОСП можно отнести низкую стоимость., простое добавление процесса, перерабатываемость, и бессвинцовая совместимость. Недостатки: короткий срок годности., невозможность защиты металлизированных сквозных отверстий, и потенциальные проблемы с автоматическим оптическим контролем.

Как выбрать правильную отделку поверхности для вашей печатной платы?

Ниже мы перечисляем несколько ключевых моментов при выборе покрытия поверхности печатной платы для вашего проекта печатной платы.:

Solderability – The ability of the finish to be wetted by solder during assembly, важен для обеспечения хорошей надежности паяного соединения..

Shelf Life – It refers to how long the finish can maintain solderability before oxidation occurs., что имеет решающее значение для сохранения печатных плат в течение длительного периода времени..

Характеристики термоциклирования. Поверхностная обработка должна выдерживать повторяющиеся циклы нагрева и охлаждения во время работы без растрескивания и разрушения.. Это важно для продуктов, которые будут подвергаться температурным колебаниям и тепловым нагрузкам в предполагаемой среде..

Wear Resistance – The ideal surface finish will resist wearing off or degrading during handling, сборка, сопряжение разъемов, или другие механические процессы.

Cost – The material and processing costs can vary substantially for different surface finishes, поэтому бюджет должен быть сбалансирован с требованиями к производительности.

Lead-free Compatibility – If lead-free solder alloys will be used, обработка поверхности должна быть совместима с бессвинцовыми припоями и смачиваться ими..

Environmental Regulations – The surface finish must comply with any legislative restrictions on use of hazardous substances, например, директива RoHS в Европе.

Заключительные слова

Выбор наилучшего покрытия поверхности печатной платы для вашего продукта включает оценку множества факторов.. Если вы все еще обдумываете идеальную поверхность печатной платы для своего следующего проекта, свяжитесь с нами. Мы поможем Вам сделать правильный выбор. Имея почти двадцатилетний опыт производства печатных плат для ведущих технологических брендов в различных отраслях промышленности по всему миру., Наша компания приобрела значительный опыт в производстве и сборке печатных плат., использование широкого спектра технологий отделки поверхности..