Hvordan velge passende PCB-overflate for å få lengre levetid?

Kretsmaterialer er avhengige av høykvalitets ledere og dielektriske materialer for å koble moderne komplekse komponenter til hverandre for optimal ytelse. Men som ledere trenger disse PCB kobberlederne, enten DC eller mm Wave PCB-kort, antialdrings- og oksidasjonsbeskyttelse. Denne beskyttelsen kan oppnås i form av elektrolyse og nedsenkingsbelegg. De gir ofte varierende grad av sveiseevne, slik at selv med stadig mindre deler, micro-surface mount (SMT) etc. kan det dannes en veldig komplett sveiseplass. Det finnes en rekke belegg og overflatebehandlinger som kan brukes på PCB kobberledere i industrien. Å forstå egenskapene og de relative kostnadene til hver belegg og overflatebehandling hjelper oss å ta det riktige valget for å oppnå den høyeste ytelsen og lengste levetiden til PCB-kort.

Valget av en PCB sluttfinish er ikke en enkel prosess som krever vurdering av PCBs formål og arbeidsforhold. Den nåværende trenden mot tettpakkede, lav-pitch, høyhastighets PCB-kretser og mindre, tynnere, høyfrekvente PCBS utgjør utfordringer for mange PCB-produsenter. PCB-kretser produseres gjennom laminater av forskjellige kobberfolievekter og -tykkelser levert til PCB-produsenter av materialprodusenter, som Rogers, som deretter behandler disse laminatene til forskjellige typer PCBS for bruk i elektronikk. Uten noen form for overflatebeskyttelse vil lederne på kretsen oksidere under lagring. Lederoverflatebehandling fungerer som en barriere som skiller lederen fra omgivelsene. Det beskytter ikke bare PCB-lederen mot oksidasjon, men gir også et grensesnitt for sveisekretser og komponenter, inkludert blybinding av integrerte kretser (ics).

Velg passende PCB-overflate
Egnet overflatebehandling skal bidra til å møte PCB-kretsapplikasjonen så vel som produksjonsprosessen. Kostnaden varierer på grunn av ulike materialkostnader, ulike prosesser og typer finish som kreves. Noen overflatebehandlinger tillater høy pålitelighet og høy isolasjon av tett rutete kretser, mens andre kan skape unødvendige broer mellom ledere. Noen overflatebehandlinger oppfyller militær- og romfartskrav, som temperatur, støt og vibrasjoner, mens andre ikke garanterer den høye påliteligheten som kreves for disse bruksområdene. Nedenfor er noen PCB-overflatebehandlinger som kan brukes i kretser som spenner fra likestrømskretser til millimeterbølgebånd og høyhastighets digitale (HSD) kretser:
●ENIG
●ENEPIG
●HASL
●Fordypningssølv
●Fordypningstinn
●LF HASL
●OSP
●Elektrolytisk hardt gull
●Elektrolytisk bundet mykt gull

1.ENIG
ENIG, også kjent som den kjemiske nikkel-gull-prosessen, er mye brukt i overflatebehandling av PCB-kortledere. Dette er en relativt enkel lavkostprosess som danner et tynt lag av sveisbart gull oppå et nikkellag på overflaten av en leder, noe som resulterer i en flat overflate med god sveiseevne selv på tettpakkede kretser. Selv om ENIG-prosessen sikrer integriteten til elektroplettering gjennom hull (PTH), øker den også ledertapet ved høy frekvens. Denne prosessen har lang lagringstid, i tråd med RoHS-standarder, fra prosessering av kretsprodusenten, til komponentmonteringsprosessen, så vel som sluttproduktet, den kan gi langsiktig beskyttelse for PCB-ledere, så mange PCB-utviklere velger en vanlig overflatebehandling.

wps_doc_0

2.ENEPIG
ENEPIG er en oppgradering av ENIG-prosessen ved å legge til et tynt palladiumlag mellom det kjemiske nikkellaget og gullbelegglaget. Palladiumlaget beskytter nikkellaget (som beskytter kobberlederen), mens gulllaget beskytter både palladium og nikkel. Denne overflatebehandlingen er ideell for å lime enheter til PCB-ledninger og kan håndtere flere reflow-prosesser. I likhet med ENIG er ENEPIG RoHS-kompatibel.

3.Fordypningssølv
Kjemisk sølvsedimentering er også en ikke-elektrolytisk kjemisk prosess der PCB er fullstendig nedsenket i en løsning av sølvioner for å binde sølvet til overflaten av kobberet. Det resulterende belegget er mer konsistent og jevnt enn ENIG, men mangler beskyttelsen og holdbarheten som gis av nikkellaget i ENIG. Selv om overflatebehandlingsprosessen er enklere og mer kostnadseffektiv enn ENIG, er den ikke egnet for langtidslagring hos kretsprodusenter.

wps_doc_1

4.Fordypningstinn
Kjemiske tinnavsetningsprosesser danner et tynt tinnbelegg på en lederoverflate gjennom en flertrinnsprosess som inkluderer rengjøring, mikroetsing, prepreg for sur løsning, nedsenking av ikke-elektrolytisk tinnlutingsløsning og sluttrengjøring. Tinnbehandling kan gi god beskyttelse for kobber og ledere, noe som bidrar til lavtapsytelsen til HSD-kretser. Dessverre er kjemisk senket tinn ikke en av de lengstvarende lederoverflatebehandlingene på grunn av effekten tinn har på kobber over tid (dvs. diffusjon av ett metall til et annet reduserer den langsiktige ytelsen til en kretsleder). I likhet med kjemisk sølv er kjemisk tinn en blyfri, RoHs-kompatibel prosess.

5.OSP
Den organiske sveisebeskyttelsesfilmen (OSP) er et ikke-metallisk beskyttende belegg som er belagt med en vannbasert løsning. Denne finishen er også RoHS-kompatibel. Denne overflatebehandlingen har imidlertid ikke lang holdbarhet og brukes best før kretsen og komponentene sveises til kretskortet. I det siste har det kommet nye OSP-membraner på markedet, som antas å kunne gi langsiktig permanent beskyttelse for ledere.

6.Elektrolytisk hardt gull
Hardt gullbehandling er en elektrolytisk prosess i tråd med RoHS-prosessen, som kan beskytte PCB og kobberleder mot oksidasjon i lang tid. På grunn av de høye materialene er det imidlertid også et av de dyreste overflatebeleggene. Den har også dårlig sveisbarhet, dårlig sveisbarhet for liming av mykt gullbehandling, og den er RoHS-kompatibel og kan gi en god overflate for enheten å binde seg til PCBs ledninger.

wps_doc_2