PCB gainazalaren akabera gida 7 aukera arruntetarako

Zer da PCB gainazalaren tratamendua?

PCB gainazaleko tratamendua zirkuitu inprimatuaren plakaren kobre biluziaren eta osagaien soldagarrien eremuaren arteko metalezko interkonexioari egiten dio erreferentzia. Zirkuitu-plaka batek oinarrizko kobrezko gainazala du, babes-estaldurarik gabe, oxidatzeko joera duena, eta horregatik gainazala garbitu beharra dago.

PCB gainazaleko tratamendua PCB fabrikazio eta muntaketa prozesuan urrats erabakigarria da, eta bi funtzio nagusi betetzen ditu: agerian dauden kobrezko zirkuituak babestea eta osagaiak PCBra lotzeko gainazal soldagarri bat eskaintzea. Gainazaleko tratamendua PCBaren kanpoaldeko geruzan dago, kobre-geruzen gainean, kobrearen "estaldura" gisa jokatzen.

PCB gainazaleko tratamendu motak

Aire beroko soldadura berdintzea (HASL)
Estainua (murgiltze-lata)
Elektroless Nickel Murgiltze Urrea (ENIG)
Soldagarritasun-kontserbatzaile organikoak (OSP)
Murgiltze Zilarrezko (Irug.)
Elektrorik gabeko nikela Elektrorik gabeko paladioa murgiltzeko urrea (ENEPIG)
Urre gogorra (urre gogor elektrolitikoa)

PCB Gainazala Tratatzeko Prozesuak

Aire beroko soldadura berdintzea (HASL)

HASL industrian gehien erabiltzen den gainazaleko tratamendu metodoetako bat da. Bi motatakoa da: bat berun-eztaina duena eta bestea gabea. HASL ere eskuragarri dauden PCB gainazaleko tratamendu mota merkeenetako bat da.

HASL gainazal leuna lortzeko, zirkuitu-plaka soldadura urtuan (eztain/berun) murgiltzen da, plakan agerian dauden kobrezko gainazal guztiak estaliz. Soldadura urtua utzi ondoren, presio handiko aire beroa aire-labana baten bidez botatzen da gainazalean, eta horrek soldadura-gordailuak leuntzen ditu eta zirkuitu plakaren gainazaletik gehiegizko soldadura kentzen du.

Prozesu honetan kontrolatu beharreko parametro garrantzitsuak dira soldadura-tenperatura, aire-labana-tenperatura, aire-labana-presioa, murgiltze-denbora, altxatze-abiadura eta abar.

HASLren abantailak:

• Eskaintza ugaria
• Birmoldagarria
• Apala-bizitza bikaina
• Soldagarritasun nabarmena
• Merke/kostu baxua
• Prozesatzeko leiho handiagoa ahalbidetzen du
• Biltegiratze denbora luzeagoa
• PCB amaitu ondoren, padak estalitaz estalita daude soldatu aurretik
• Berun gabeko soldadurarako egokia
• Gainazaleko tratamendu heldua aukeratzea
• Ikusizko ikuskapena eta neurketa elektrikoak egiteko aukera ematen du

HASLren desabantailak:

• Azalera irregularra
• Ez da egokia zelai finetarako
• Beruna dauka (HASL)
• Shock termikoa
• Soldadura zubia
• PTH blokeatuta edo murriztua (zulo zeharkako xaflatua)
• Lodiera/itxura desberdintasunak kusxin handien eta txikien artean
• Ez da egokia SMD eta BGA 2000 hazbeteko milioiren baino txikiagoak direnentzat
• Ez da egokia HDI produktuetarako
• Ez da egokia hariak lotzeko

Estainua (murgiltze-lata)

Murgiltze eztainua (ImSn) desplazamendu kimikoko erreakzio baten bidez zuzenean metatzen den metalezko akabera da, zirkuitu-plaka baten oinarrizko metalean, hau da, kobrea dena. ISn-k azpiko kobrea oxidaziotik babesten du espero den iraupenaren barruan. Soldadura guztiak eztainuan oinarritutakoak direnez, eztainu-geruza edozein soldadurekin bat etor daiteke.

Eztainaren murgiltze-soluzioari gehigarri organikoak gehituz, eztainu-geruzaren egitura pikortsu bihurtzen da, eztainuaren biboteen eta eztainuaren migrazioaren arazoak gaindituz, egonkortasun termiko eta soldagarritasun ona ere edukiz. soldagarritasun ona emanez, lautasunik eta konposatuen arteko difusio-arazorik gabe.

Estainuaren abantailak:

• Lautasun bikaina (SMTrako egokia), tonu fin/BGA/osagai txikietarako egokia
• Berunik gabeko gainazaleko tratamendurako kostu ertaineko teknologia
• Prentsatze garbitasun egokia
• Soldagarritasun ona mantentzen du hainbat txango termikoren ondoren
• Ekoizpen lerro horizontaletarako egokia
• Geometria fineko mekanizaziorako egokia, berunik gabeko muntaia egiteko

Estainuaren desabantailak:

• Manipulazioarekiko sentikorra
• Iraupen laburra, latazko biboteak 6 hilabeteren buruan
• Maskara-geruzak soldatzeko korrosiboa
• Ez da gomendatzen zuritu daitezkeen maskarekin erabiltzea
• Ez da aukera egokia ukipen-etengailuetarako
• Proba elektrikoak konfigurazio berezia behar du (zunda leuna lurreratzea)

Elektroless Nickel Murgiltze Urrea (ENIG)

ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) gainazaleko tratamendua beti izan da aukerarik onena azalera fineko (lauak) eta berunik gabeko aukeretarako.
ENIG bi urratseko prozesu bat da, kobre geruzaren gainean nikelezko geruza mehe bat estaltzen du eta, ondoren, urrezko geruza mehe batekin estaltzen du. Nikelak kobrearen hesi gisa jokatzen du eta osagaiak benetan soldatzen dituen gainazala da, urreak nikela babesten du biltegiratzeko garaian.

Elektroless Nickel Murgiltze Urrea (ENIG)

Ni-ren barne-geruzaren lodiera 3-6μm-koa da, eta Au-ren kanpoko geruzaren lodiera, oro har, 0.05-0.1 μm.

Ni-k hesi-geruza bat osatzen du soldadura eta kobrearen artean.

Au-ren eginkizuna biltegiratze garaian Ni oxidatzea saihestea da, eta horrela iraupena luzatzen du, baina urrezko xaflatze prozesuak gainazaleko lautasun bikaina ere sortzen du.

ENIG-en prozesatzeko fluxua honako hau da: Garbiketa -> Aguafortea -> Katalizatzailea -> Elektrorik gabeko Nikela -> Urreztatzea -> Hondakinen Garbiketa

Estaldura-prozesu honek balio-bizitza luzea duen eta zulo bidezko galvanoplastiarako onuragarria den arren, prozesu konplexu eta garestia da, birmoldagarria ez dena eta seinale RF zirkuituetan galera eragiten duela ezagutzen dena.

ENIG-en abantailak:

Azalera laua
Berunik gabeko
PTHrako egokia (plapatutako zuloa)
Iraupen luzea

ENIG-en desabantailak:

Garestia
Ez da birmoldagarria
Kutxa beltza/nikel beltza
Atzerritarren kalteak
Seinale galera (RF)
Prozesu konplexua

Soldagarritasun-kontserbatzaile organikoak (OSP)

OSP (Organic Solderability Preservatives) edo korrosioaren aurkako agenteak bistako kobreari aplikatu ohi dira uhal garraiatzaileen prozesu baten bidez, kobrearen gainazala oxidaziotik babesten duen material geruza oso mehe batekin.

Film honek propietateak izan behar ditu, hala nola, oxidazioaren aurkakoa, shock termikoaren erresistentzia eta hezetasunaren erresistentzia, kobrearen gainazala herdoiltzetik (oxidazioa edo sulfurazioa, etab.) baldintza normaletan babesteko.

Hala ere, ondorengo tenperatura altuko soldaduretan, babes-film hori erraz eta azkar kendu behar da fluxuak kobre-gainazal garbia soldadura urtuarekin berehala lotu dadin, oso denbora laburrean junta sendo bat osatuz.

Beste era batera esanda, OSP kobrearen eta airearen arteko hesi gisa jokatzen du.

OSPren prozesu orokorra hau da: koipegabetzea -> mikrograbatua -> garbiketa azidoa -> ur purua garbitzea -> estaldura organikoa -> garbiketa.

OSPren abantailak:

• Azalera laua
• Prozesu sinplea, azalera oso leuna, berunik gabeko soldadurarako eta SMTrako egokia
• Birmoldagarria, ekoizpen lerro horizontaletarako egokia
• Kostu-eraginkorra
• Ingurumena errespetatzen

OSPren desabantailak:

• Lodiera ezin da neurtu
• Ez da egokia PTHrako (plakatutako zuloa)
• Iraupen laburra
• IKT arazoak sor ditzake
• Agerian dagoen kobrea azken muntaian
• Prozesamendu sentikorra
• Ezin da bi aldiz baino gehiago soldatu (berrelandu).
• Ez da egokia press-fit teknologiarako eta alanbre koadernetarako
• Proba bisualak eta elektrikoak egiteko deserosoa

Murgiltze Zilarrezko (Irug.)

Murgiltze-zilarra kobrezko PCBei aplikatzen zaie zilar ioi-tanga batean murgilduz gainazaleko tratamendu kimiko ez-elektrolitikoa erabiliz. Aukera ezin hobea da EMI blindajea duten zirkuitu plaketarako eta komunikazio ekipoetan ere erabiltzen da.

Metodo hau bereziki egokia da mikrouhin-maiztasunak eta transmisio-lerroak dituzten zirkuituetarako.

Zilarrezko murgiltzeak gainazal laua eta soldagarria eta propietate elektriko bikainak eskaintzen ditu. Zilarrezko murgiltze prozesua zirkuitu plaka ugaritan erabil daiteke, zirkuitu plaka zurrun eta malguetan barne.

Murgiltze-zilar-prozesu orokorra hau da: koipegabetzea -> mikrograbatua -> zilar-deposizioa -> garbitzea.

Murgiltze Zilarrearen abantailak:

• Zelai finetarako egokia
• Ekoizpen lerro horizontaletarako egokia
• Berunik gabeko muntaketarako ona, soldagarritasun ona eta SMTrako egokia
• Flatness
• Iraupen luzea, ona alde biko oholetarako, alanbreen lotura, IKTetarako egokia
• Seinalearen kalitatea mantentzen ona da maiztasun handiko zirkuituetan

Murgiltze Zilarrearen desabantailak:

• Iraupen laburra, gordetzeko zaila (puntu beltzak, hutsean ontziratzea behar da)
• Ezabaketa kimikoak
• Biltegiratzean oxidazioa
• Manipulazioarekiko sentikorra
• Ag3Sn eraketa
• Garestia
• Ez da egokia ukipen-etengailuetarako eta zuritu daitezkeen maskaretarako
• Ez da egokia urrezko alanbrea lotzeko
• IKT probak matxura bat sor dezake
• Prozesuak kontrolatzeko zailtasunak

Elektrorik gabeko nikela Elektrorik gabeko paladioa murgiltzeko urrea (ENEPIG)

ENEPIG hiru geruza dituen prozesu konplexua da: nikela, paladioa eta urrea, eroankortasun eta babes bikaina eskaintzen duena.

ENEPIG-en prozesatzeko fluxua hau da: Garbiketa -> Aguafortea -> Katalizatzailea -> Elektrorik gabeko Nikela -> Paladioa -> Urreztatzea -> Hondakinen Garbiketa

ENEPIG gainazaleko tratamendu egokiena da fidagarritasun handiko eta abiadura handiko produktuetarako, non bere lautasuna, kobrearen erresistentzia handia eta korrosioaren aurkako propietate onak bereziki garrantzitsuak diren.

ENEPIG-en abantailak:

Bikaina alanbreak lotzeko
Zelu finetarako eta pieza txikietarako egokia
Urrezko alanbrea lotzeko egokia
PTHrako ona
Prentsa egokitzeko teknologia eta alanbreak lotzeko egokia
IKT eta proba elektrikoetarako egokia
Iraupen luzea
Berunik gabeko

ENEPIG-en desabantailak:

Kostu handia
Ez da egokia ukipen-etengailuetarako
IKT probak matxura bat sor dezake
Produkzio ingurune egonkorra eskatzen du
Ez da egokia uhin-soldatzeko

Urre gogorra (urre gogor elektrolitikoa)

Urre gogorra PCB gainazaleko tratamendu mota bat da, beste metal batzuekin aleatutako urrezko geruza bat erabiltzen duena bere iraunkortasuna areagotzeko. Prozesu honek urrezko geruza bat elektroplatinga dakar PCBaren gainazalean, eta gero nikel elektrolitikozko geruza batez estaltzen da bere gogortasuna eta higadura erresistentzia areagotzeko.

Urre gogorra normalean erabiltzen da PCB-a behin eta berriz sartze eta kentzeen menpe egongo den aplikazioetan, hala nola konektoreetan eta etengailuetan. Urrezko estaldura gogorrak denboran zehar urrea higatzea saihesten laguntzen du, konexio elektriko fidagarriak bermatuz.

Urre gogorraren abantailak:

Iraunkortasun bikaina eta higadura erresistentzia
Behin eta berriz sartzeak eta kentzeak eskatzen dituzten aplikazioetarako egokia
Aproposa fidagarritasun handiko aplikazioetarako
IKT eta proba elektrikoetarako egokia
Press-fit teknologiarako eta alanbreen loturarako egokia
Zelu finetarako eta pieza txikietarako egokia

Urre gogorraren desabantailak:

Kostu handia
Ez da egokia uhin-soldatzeko
Ez da egokia ukipen-etengailuetarako
Lodiera mugatua

Nola aukeratu PCB gainazaleko akabera?

PCBen gainazalaren akabera hautatzea PCB fabrikazioan urrats kritikoenetako bat da , prozesuaren errendimenduan, birlanketaren kantitatean, tokiko hutsegite-tasan, probagarritasunean, hondakin-tasan eta kostuan zuzenean eragiten baitu. Azken produktuaren kalitate eta errendimendu handia bermatzeko, muntaketari buruzko alderdi garrantzitsu guztiak kontuan hartu behar dira gainazalaren leuntasuna hautatzerakoan.

Erabili artikulu hau hainbat akabera aukera alderatzean kostua, iraupena, lautasuna eta muntaketa beharren arabera. Erabakia batez ere HASL vs ENIG bada, irakurri HASL vs ENIG konparaketa ; ekoizpen gaitasuna eta aurrekontu oharrak lortzeko, erabili PCB gainazalaren akabera hautaketa.

PCB gainazaleko akabera

Soldadura-kutxa lautasuna Lehen esan bezala, gainazaleko akabera batzuek gainazal irregularrak sor ditzakete, eta horrek errendimenduan, soldagarritasunean eta beste faktore batzuetan eragin dezake. Lautasuna faktore kritikoa bada, kontuan hartu geruza mehe eta uniformeekin gainazaleko akaberak. Kasu honetan, aukera egokiak ENIG, ENEPIG eta OSP dira.

Soldagarritasuna eta bustidura

Soldagarritasuna beti da faktore gakoa PCBak erabiltzean. OSP eta ENEPIG bezalako gainazaleko akabera espezifikoek soldaduragarritasuna oztopatzen dutela frogatu da, HASL bezalako beste batzuk egokiagoak diren bitartean.

Urrezko edo aluminiozko alanbreen lotura

Zure PCBak urrezko edo aluminiozko hari bidezko lotura behar badu, ENIG eta ENEPIG- era mugatuta egon zaitezke.

Biltegiratze baldintzak

Lehen esan bezala, gainazaleko akabera batzuek (adibidez, OSP) PCB hauskorra egin dezakete prozesatu bitartean, eta beste batzuek iraunkortasuna hobetzen dute. Biltegiratzeko eta manipulatzeko baldintzak aldez aurretik kontuan hartu behar dira, eta PCB hauskorra egiten duten gainazaleko akaberak biltegiratzeko eta manipulatzeko baldintzak arriskurik gabe bete daitezkeenean soilik erabili behar dira.

Soldadura Zikloak

Zenbat aldiz soldatuko da PCBa eta berriro landuko da? Gainazaleko akabera asko aproposak dira birlantzeko. Hala ere, eztainuaren murgilketa bezalako beste metodo batzuk ez dira egokiak birlantzeko.

PCB gainazaleko akabera-RoHS betetzea

RoHS betetzea funtsezkoa da erabiliko den gainazalaren akabera zehazteko. Normalean, beruna erabiltzen duten gainazalaren akabera guztiak ez dira egokiak RoHS betetzeko eta saihestu egin behar dira.

Zure PCB produktuaren baldintza eta ezaugarri zehatzen arabera, taula hau erabil dezakezu gainazaleko akabera aukera ezin hobea hautatzeko.

Ondorioa

Gainazalaren leuntasunerako gainazalaren akabera motak aukeratzea optimoa izan behar da hainbat funtzio betetzeko. Gainazalaren tratamendu mota bakoitzak bere abantailak eta desabantailak ditu. Gainazalaren leuntasunaren gabeziek eragindako arazoei aurre egiteko ingeniaritza teknika batzuk daude. Adibidez, OSPren bustitze-indar txikiarentzat , badira irtenbideak, hala nola plakaren estaldura edo uhin-soldadurako aleazioa aldatzea, goiko aldearen aurreberotzea handitzea, eta abar. Gakoa nahi den errendimendua lortzeko faktore posible guztiak kontuan hartzea da.