Cara Memilih Kemasan Permukaan untuk Reka Bentuk PCB Anda
Ⅱ Penilaian dan Perbandingan
Disiarkan: 16 Nov 2022
Kategori: Blog
Tag: pcb,pcba,pemasangan pcb,pembuatan pcb, kemasan permukaan pcb
Terdapat banyak petua tentang kemasan permukaan, seperti HASL tanpa plumbum mempunyai masalah untuk mempunyai kerataan yang konsisten.Ni/Au Elektrolitik adalah sangat mahal dan jika terlalu banyak emas dimendapkan pada pad, boleh mengakibatkan sendi pateri rapuh.Timah rendaman mempunyai kemerosotan kebolehmaterian selepas terdedah kepada pelbagai kitaran haba, seperti dalam proses pengaliran semula PCBA bahagian atas dan bawah, dsb.. Perbezaan kemasan permukaan di atas perlu diketahui dengan jelas.Jadual di bawah menunjukkan penilaian kasar untuk kemasan permukaan papan litar bercetak yang sering digunakan.
Jadual1 Penerangan ringkas tentang proses pembuatan, kebaikan dan keburukan yang ketara, dan aplikasi biasa kemasan permukaan PCB tanpa plumbum yang popular
| Kemasan Permukaan PCB | Proses | Ketebalan | Kelebihan | Keburukan | Aplikasi Biasa |
| HASL tanpa plumbum | Papan PCB direndam dalam mandian timah cair dan kemudian ditiup oleh pisau udara panas untuk menepuk rata dan mengeluarkan lebihan pateri. | 30µin(1µm) -1500µin(40µm) | Kebolehpaterian yang baik;Tersedia secara meluas;Boleh dibaiki/dikerjakan semula;Panjang rak panjang | Permukaan tidak rata;Kejutan haba;Pembasahan yang buruk;Jambatan pateri;PTH yang dipalamkan. | Terpakai secara meluas;Sesuai untuk pad yang lebih besar dan jarak;Tidak sesuai untuk HDI dengan pic halus <20 mil (0.5mm) dan BGA;Tidak baik untuk PTH;Tidak sesuai untuk PCB tembaga tebal;Biasanya, aplikasi: Papan litar untuk ujian elektrik, pematerian tangan, beberapa elektronik berprestasi tinggi seperti aeroangkasa dan peranti ketenteraan. |
| OSP | Menggunakan sebatian organik secara kimia pada permukaan papan membentuk lapisan logam organik untuk melindungi kuprum terdedah daripada karat. | 46µin (1.15µm)-52µin(1.3µm) | Kos rendah;Pad adalah seragam dan rata;Kebolehpaterian yang baik;Boleh menjadi unit dengan kemasan permukaan lain;Prosesnya mudah;Boleh diolah semula (di dalam bengkel). | Sensitif terhadap pengendalian;Jangka hayat yang pendek.Penyebaran pateri yang sangat terhad;Kemerosotan kebolehpaterian dengan suhu & kitaran tinggi;Tidak konduktif;Sukar untuk diperiksa, siasatan ICT, masalah ionik & press-fit | Terpakai secara meluas;Sangat sesuai untuk SMT / padang halus / BGA / komponen kecil;Hidangkan papan;Tidak baik untuk PTH;Tidak sesuai untuk teknologi pengeliman |
| ENIG | Proses kimia yang menyalut kuprum terdedah dengan Nikel dan Emas, jadi ia terdiri daripada lapisan dua lapisan logam. | 2µin (0.05µm)– 5µin (0.125µm) Emas melebihi 120µin (3µm)– 240µin (6µm) Nikel | Kebolehpaterian yang sangat baik;Pad adalah rata dan seragam;Kebolehbengkokan wayar Al;Rintangan sentuhan rendah;Jangka hayat yang panjang;Rintangan kakisan dan ketahanan yang baik | Kebimbangan "Pad Hitam";Kehilangan isyarat untuk aplikasi integriti isyarat;tidak dapat mengolah semula | Cemerlang untuk Pemasangan pitch halus dan penempatan pelekap permukaan kompleks (BGA, QFP…);Cemerlang untuk pelbagai jenis pematerian;Lebih disukai untuk PTH, tekan fit;Wire Bondable;Mengesyorkan untuk PCB dengan aplikasi kebolehpercayaan tinggi seperti aeroangkasa, tentera, perubatan dan pengguna mewah, dsb.;Tidak disyorkan untuk Pad Sentuhan Sentuhan. |
| Ni/Au Elektrolitik (Emas lembut) | 99.99% tulen – Emas 24 karat digunakan di atas lapisan nikel melalui proses elektrolitik sebelum soldermask. | 99.99% Emas tulen, 24 Karat 30µin (0.8µm) -50µin (1.3µm) melebihi 100µin (2.5µm) -200µin (5µm) Nikel | Permukaan keras dan tahan lama;Kekonduksian yang hebat;Kerataan;Kebolehbengkokan wayar Al;Rintangan sentuhan rendah;Jangka hayat yang panjang | Mahal;Au embrittlement jika terlalu tebal;Kekangan susun atur;Pemprosesan tambahan/tenaga buruh;Tidak sesuai untuk pematerian;Salutan tidak seragam | Terutamanya digunakan dalam ikatan wayar (Al & Au) dalam pakej cip seperti COB (Chip on Board) |
| Ni/Au Elektrolitik (Emas keras) | 98% tulen – Emas 23 karat dengan pengeras ditambah pada mandian penyaduran yang digunakan di atas lapisan nikel melalui proses elektrolitik. | 98% Emas tulen, 23 Karat30µin(0.8µm) -50µin(1.3µm) melebihi 100µin(2.5µm) -150µin(4µm) Nikel | Kebolehpaterian yang sangat baik;Pad adalah rata dan seragam;Kebolehbengkokan wayar Al;Rintangan sentuhan rendah;Boleh dikerjakan semula | Mengotorkan (pengendalian & penyimpanan) kakisan dalam persekitaran sulfur tinggi;Mengurangkan pilihan rantaian bekalan untuk menyokong kemasan ini;Tingkap operasi pendek antara peringkat pemasangan. | Terutamanya digunakan untuk sambungan elektrik seperti penyambung tepi (jari emas), papan pembawa IC (PBGA/FCBGA/FCCSP...), Papan kekunci, kenalan bateri dan beberapa pad ujian, dsb. |
| Perendaman Ag | lapisan Perak dimendapkan pada permukaan kuprum melalui proses penyaduran tanpa elektro selepas goresan tetapi sebelum soldermask | 5µin(0.12µm) -20µin(0.5µm) | Kebolehpaterian yang sangat baik;Pad adalah rata dan seragam;Kebolehbengkokan wayar Al;Rintangan sentuhan rendah;Boleh dikerjakan semula | Mengotorkan (pengendalian & penyimpanan) kakisan dalam persekitaran sulfur tinggi;Mengurangkan pilihan rantaian bekalan untuk menyokong kemasan ini;Tingkap operasi pendek antara peringkat pemasangan. | Alternatif ekonomik kepada ENIG untuk Jejak Halus dan BGA;Ideal untuk aplikasi isyarat berkelajuan tinggi;Baik untuk suis membran, perisai EMI dan ikatan wayar aluminium;Sesuai untuk press fit. |
| Rendaman Sn | Dalam mandian kimia tanpa elektro, lapisan putih nipis Timah mendapan terus pada kuprum papan litar sebagai penghalang untuk mengelakkan pengoksidaan. | 25µin (0.7µm)-60µin(1.5µm) | Terbaik untuk teknologi muat akhbar;Kos efektif;Planar;Kebolehpaterian yang sangat baik (apabila segar) dan kebolehpercayaan;Kerataan | Kemerosotan kebolehpaterian dengan suhu & kitaran tinggi;Timah terdedah pada pemasangan akhir boleh menghakis;Mengendalikan isu;Timah Wiskering;Tidak sesuai untuk PTH;Mengandungi Thiourea, Karsinogen yang dikenali. | Mengesyorkan untuk pengeluaran jumlah besar;Baik untuk penempatan SMD, BGA;Terbaik untuk fit akhbar dan pesawat belakang;Tidak disyorkan untuk PTH, suis sesentuh dan penggunaan dengan topeng boleh dikupas |
Jadual2 Penilaian sifat tipikal Kemasan Permukaan PCB moden pada pengeluaran dan penggunaan
| Pengeluaran kemasan permukaan yang paling biasa digunakan | |||||||||
| Hartanah | ENIG | ENEPIG | Emas Lembut | Emas keras | IAg | ISn | HASL | HASL- LF | OSP |
| Populariti | tinggi | rendah | rendah | rendah | Sederhana | rendah | rendah | tinggi | Sederhana |
| Kos Proses | Tinggi (1.3x) | Tinggi (2.5x) | Tertinggi (3.5x) | Tertinggi (3.5x) | Sederhana (1.1x) | Sederhana (1.1x) | Rendah (1.0x) | Rendah (1.0x) | Terendah (0.8x) |
| Deposit | Rendaman | Rendaman | Elektrolitik | Elektrolitik | Rendaman | Rendaman | Rendaman | Rendaman | Rendaman |
| Jangka hayat | Panjang | Panjang | Panjang | Panjang | Sederhana | Sederhana | Panjang | Panjang | Pendek |
| Mematuhi RoHS | ya | ya | ya | ya | ya | ya | No | ya | ya |
| Keselarasan Permukaan untuk SMT | Cemerlang | Cemerlang | Cemerlang | Cemerlang | Cemerlang | Cemerlang | miskin | Baik | Cemerlang |
| Tembaga Terdedah | No | No | No | ya | No | No | No | No | ya |
| Pengendalian | Biasalah | Biasalah | Biasalah | Biasalah | kritikal | kritikal | Biasalah | Biasalah | kritikal |
| Usaha Proses | Sederhana | Sederhana | tinggi | tinggi | Sederhana | Sederhana | Sederhana | Sederhana | rendah |
| Kapasiti Kerja Semula | No | No | No | No | ya | Tidak dicadangkan | ya | ya | ya |
| Kitaran Terma yang Diperlukan | pelbagai | pelbagai | pelbagai | pelbagai | pelbagai | 2-3 | pelbagai | pelbagai | 2 |
| Isu kumis | No | No | No | No | No | ya | No | No | No |
| Kejutan Terma (PCB MFG) | rendah | rendah | rendah | rendah | Sangat rendah | Sangat rendah | tinggi | tinggi | Sangat rendah |
| Rintangan Rendah / Kelajuan Tinggi | No | No | No | No | ya | No | No | No | T/A |
| Aplikasi kemasan permukaan yang paling biasa digunakan | |||||||||
| Aplikasi | ENIG | ENEPIG | Emas Lembut | Emas Keras | IAg | ISn | HASL | LF-HASL | OSP |
| Tegar | ya | ya | ya | ya | ya | ya | ya | ya | ya |
| Flex | Terhad | Terhad | ya | ya | ya | ya | ya | ya | ya |
| Flex-Tegar | ya | ya | ya | ya | ya | ya | ya | ya | Tidak Diutamakan |
| Padang Baik | ya | ya | ya | ya | ya | ya | Tidak Diutamakan | Tidak Diutamakan | ya |
| BGA & μBGA | ya | ya | ya | ya | ya | ya | Tidak Diutamakan | Tidak Diutamakan | ya |
| Kebolehpaterian Berbilang | ya | ya | ya | ya | ya | ya | ya | ya | Terhad |
| Cip Balik | ya | ya | ya | ya | ya | ya | No | No | ya |
| Tekan Fit | Terhad | Terhad | Terhad | Terhad | ya | Cemerlang | ya | ya | Terhad |
| Melalui lubang | ya | ya | ya | ya | ya | No | No | No | No |
| Ikatan Kawat | Ya (Al) | Ya (Al, Au) | Ya (Al, Au) | Ya (Al) | Pembolehubah (Al) | No | No | No | Ya (Al) |
| Kebolehbasahan pateri | Baik | Baik | Baik | Baik | Sangat bagus | Baik | miskin | miskin | Baik |
| Integriti Bersama Pateri | Baik | Baik | miskin | miskin | Cemerlang | Baik | Baik | Baik | Baik |
Jangka hayat ialah elemen kritikal yang perlu anda pertimbangkan semasa membuat jadual pembuatan anda.Jangka hayatadalah tingkap operasi yang memberikan kemasan mempunyai kebolehkimpalan PCB yang lengkap.Adalah penting untuk memastikan semua PCB anda dipasang dalam jangka hayat.Selain bahan dan proses yang membuat kemasan permukaan, jangka hayat kemasan sangat dipengaruhioleh pembungkusan dan penyimpanan PCB.Pemohon dengan tegas metodologi penyimpanan yang betul yang dicadangkan oleh garis panduan IPC-1601 akan mengekalkan kebolehkimpalan dan kebolehpercayaan kemasan.
Jadual3 Perbandingan jangka hayat antara Kemasan Permukaan Popular PCB
|
| SHEL LIFE biasa | Jangka hayat yang dicadangkan | Peluang Kerja Semula |
| HASL-LF | 12 bulan | 12 bulan | YA |
| OSP | 3 bulan | 1 Bulan | YA |
| ENIG | 12 bulan | 6 bulan | TIDAK* |
| ENEPIG | 6 bulan | 6 bulan | TIDAK* |
| Ni/Au Elektrolitik | 12 bulan | 12 bulan | NO |
| IAg | 6 bulan | 3 bulan | YA |
| ISn | 6 bulan | 3 bulan | YA** |
* Untuk ENIG dan ENEPIG menamatkan kitaran pengaktifan semula untuk meningkatkan kebolehbasahan permukaan dan jangka hayat tersedia.
** Kerja semula Timah Kimia tidak dicadangkan.
belakangkepada Blog
Masa siaran: Nov-16-2022
