Ginagamit ang mga PCB sa malawak na hanay ng mga elektronikong device, kabilang ang mga computer, smartphone, at iba pang digital na kagamitan. Sila ay naging ubiquitous dahil nag-aalok sila ng mataas na pagiging maaasahan sa isang mababang halaga. Gayunpaman, mayroong maraming iba't ibang mga paraan upang gamutin ang ibabaw ng isang PCB bago ito tipunin kasama ng iba pang mga bahagi sa isang elektronikong aparato. Alin ang dapat mong piliin? Ang gabay na ito ay magbibigay ng impormasyon tungkol sa tatlong karaniwang pag-aayos sa ibabaw ng PCB: OSP (organic solderability preservative), HASL (hot air solder leveling), at ENIG (electroless nickel immersion gold).
Bakit mahalaga ang pagtatapos ng ibabaw ng PCB?
Ang PCB surface finish ay isang mahalagang interface sa pagitan ng component at ng PCB. Ang dalawang pangunahing pag-andar ng tapusin ay upang protektahan ang nakalantad na mga kable na tanso at mag-alok ng isang solderable na ibabaw para sa pagsali (paghihinang) ng mga bahagi sa naka-print na circuit board.
Ano ang pcb surface finishes?
Ang proseso ng paglalagay ng PCB surface layer sa PCB ay kilala bilang PCB surface finishes. Ang layunin ng PCB surface finish ay upang magarantiya na ang PCB ay may mahusay na solderability at electrical properties. Mayroong maraming mga uri ng mga naka-print na circuit board na pang-ibabaw na paggamot na magagamit. Ang PCB Surface treatment ay isang multistage na proseso na kinabibilangan ng mga sumusunod na hakbang:
- Paggamot ng kemikal ng chemical etching o electropolishing
- Organic coating na sinusundan ng baking sa mataas na temperatura
- Cationic electroless nickel plating at chemical conversion sa Ni/Sn surface alloy
- Anodic aluminum oxide (Al-oxide) coating
- Organic coating na sinusundan ng baking sa mataas na temperatura tulad ng sa hakbang C.
Ano ang OSP?
Ang tanso ay patuloy na na-oxidize ng hangin, na nag-iiwan dito na kupas at malutong. Pinapanatili ng anti-oxidation ang mga natapos na ibabaw ng pcb mula sa kaagnasan sa pamamagitan ng pagbuo ng napakanipis na proteksiyon na layer ng materyal sa ibabaw ng nakalantad na tanso, kadalasan sa isang conveyorized system.
Ito ay gawa sa isang water-based na organic compound na nagbubuklod sa tanso at lumilikha ng organometallic layer na nagpoprotekta sa tanso bago maghinang. Ito rin ay malayong higit na pangkalikasan kaysa sa karaniwang mga lead-free finish, na maaaring mas mapanganib o nangangailangan ng mas maraming paggamit ng enerhiya.
Mga Kalamangan at Kahinaan ng OSP
Bentahe
Nangunguna nang libre
Ang OCB ay isang lead-free na proseso kaya ito ay mas environment friendly kaysa sa tradisyonal na HASL.
gastos
Maaaring gamutin ng OSP ang mga pcb surface finish sa mas mababang halaga. Ito ay dahil nangangailangan ito ng mas kaunting materyal upang ibabad at banlawan kapag natapos ang ibabaw ng pcb. Binabawasan din nito ang mga gastos sa pagtatapon ng basura. Kung gumagamit ka na ng lead-free solder paste (na may mas mababang volume kaysa sa karaniwang solder paste)
Natapos ang flat pcb surface
Ang OSP ay may napaka-flat na pcb surface finish, na maaaring maging kapaki-pakinabang kapag nagtatrabaho sa mga bahagi na may mahigpit na tolerance. Ang kinis ng HASL finish ay maaaring magdulot ng mga isyu sa kasong ito dahil mas malamang na kunin ang mga labi mula sa hangin at bitag ang solder paste.
Simpleng proseso
Nag-aalok ang OSP ng simpleng proseso ng PCB Surface Finishes, na ginagawang mas madaling mapanatili at kontrolin ang kalidad ng bawat board. Ito ay isang kalamangan kung kailangan mo ng maraming dami o may napakahigpit na pagpapahintulot. Pinangangasiwaan ng OSP ang PCB Surface Finishes dahil ang mga maliliit na hindi pagkakapare-pareho sa mga solder mask ay maaaring magdulot ng mga problema.
Maaayos
Ang proseso ng OSP ay maaaring ayusin, na nangangahulugan na kung masira mo ang tapusin sa board. O kung kailangan mong alisin ito upang ayusin ang isang problema sa paghihinang. May paraan para tanggalin ito at palitan nang hindi kinakailangang itapon ang buong PCB.
Mga Disbentaha
Limitado sa pagsunod sa RoHS
Sumusunod lamang ang OSP para sa mga materyales na walang lead, cadmium at mercury. Nangangahulugan ito na hindi ito magagamit sa anumang mga non-RoHS na bahagi o board na gawa sa iba pang mga uri ng mga metal. Para sa kadahilanang ito, hindi maaaring palitan ng OSP ang HASL at ENIG sa lahat ng sitwasyon.
Environmental epekto
Bagama't ang OSP ay isang prosesong walang lead, nangangailangan ito ng paggamit ng mga solvent na may sariling epekto sa kapaligiran na kailangang isaalang-alang. Ang mga hakbang sa paglilinis ay gumagawa din ng wastewater. Kaya't maaaring may mga alalahanin pa rin tungkol sa epekto nito sa kapaligiran kung kailangan ang malalaking volume.
Sensitibo
Ang OSP ay sensitibo sa mga epekto ng init sa paglipas ng panahon. Nangangahulugan ito na maaaring kailanganin nito ang proseso ng muling paggawa kung ang mga board ay matatagpuan sa mga lugar na may mas mataas na temperatura. Ito ay maaaring mangahulugan ng mga karagdagang gastos at mapagkukunan para sa iyong negosyo.
Maikling buhay sa istante
Ang OSP ay isang water-based na finish, na nangangahulugang ito ay may limitadong shelf life. Ito ay karaniwang maganda lamang sa loob ng humigit-kumulang dalawang buwan kung iiwan sa isang bukas na lalagyan at maaaring masira sa pamamagitan ng pagkakalantad sa halumigmig o kahalumigmigan sa paglipas ng panahon.
Ano ang HASL?
Ang karamihan sa mga pcb surface finish ay tapos na sa HASL, na kumakatawan sa hot acid pickle wash. Ang pamamaraan ay nangangailangan ng paglubog ng mga circuitry board sa isang tinunaw na lata/lead alloy at pagkatapos ay alisin ang sobrang panghinang gamit ang 'air knives,' na nagpapasabog ng mainit na hangin sa ibabaw ng pcb surface finish. Ang HASL ay madalas na magagamit nang walang lead na isang kalamangan sa sarili nitong.
Ang HASL method, dahil sa matinding heat treatment nito, ay naglalantad sa PCB sa mga temperatura na mas mataas sa pinakamababang inisyal na wet adhesion kaysa sa iba pang mga finish, mayroon itong 265°C, na nagbibigay-daan para sa pagtuklas ng anumang mga alalahanin sa delamination bago ang paggamit ng mga mamahaling bahagi.
Mga Kalamangan at Kahinaan ng HASL
Bentahe
Mura
Ang HASL ay isang murang proseso na maaaring makumpleto nang mabilis at madali. Ang pamamaraan ay nangangailangan ng mas kaunting mga hakbang kaysa sa iba pang mga pcb surface finish na ginagawa itong perpekto para sa mas mababang volume na mga aplikasyon na kinakailangan ng maraming mga tagagawa ng mga bahagi, lalo na sa mas maliliit na produksyon. Ang HASL ay madalas na magagamit nang walang lead na isang kalamangan sa sarili nitong.
Maaayos
Nag-aalok ang HASL ng kaunting proteksyon sa tansong base ng iyong circuitry board. Gayunpaman, kung ang pinsala ay nangyari pagkatapos makumpleto ang proseso ng HASL, maaari itong maayos nang mabilis at madali.
Humantong nang libre
Available ang HASL sa mga bersyon na walang lead, na sumusunod sa direktiba ng RoHS. Nangangahulugan ito na maaari itong gamitin para sa lahat ng uri ng mga bahagi kabilang ang mga gawa mula sa mga hindi RoHS na materyales o metal, hindi tulad ng mga opsyon sa OSP. Ang HASL na walang lead ay walang lead, cadmium at mercury.
Simpleng proseso
Nag-aalok ang HASL ng simpleng pamamaraan ng produksyon na mainam para sa mas maliliit na volume o kung saan kinakailangan ang mahigpit na pagpapaubaya. Ang pagiging simple ng pamamaraan ay ginagawang madali upang makontrol ang mga antas ng kalidad na nangangahulugan na hindi mo kailangang mag-alala tungkol sa mga pagkakaiba-iba sa kapal ng solder sa iba't ibang mga board.
Magagamit sa maramihang mga pagtatapos
Available ang HASL sa maraming iba't ibang grado, bawat isa ay may sariling mga benepisyo. Ang Purong Tin/Lead ay may pinakamababang punto ng pagkatunaw na 269°C ngunit nangangailangan din ng higit pang mga hakbang sa paglilinis upang maalis ang labis na materyal pagkatapos ng paghihinang. Nag-aalok ang HASL Sn-Cu ng mas mataas na melting point na 227°C. Nangangahulugan ito na may mas kaunting mga pagkakataon para sa delamination. Ang HASL na may ENIG ay nag-aalok ng pinakamataas na temperatura ng paghihinang, na ginagawang perpekto para sa mga application na may mataas na pagiging maaasahan.
Mga Disbentaha
Maikling buhay sa istante
Ang HASL ay may maikling shelf life na humigit-kumulang anim na buwan sa isang bukas na lalagyan dahil sa pagkakalantad nito sa halumigmig at kahalumigmigan sa paglipas ng panahon. Ito ay partikular na sensitibo dito pagkatapos ng bawat hakbang sa proseso ng paghihinang.
Environmental epekto
Ang HASL ay isang lead-based na finish na nangangahulugang hindi ito sumusunod sa lahat ng pamantayan sa kapaligiran, lalo na ang mga nakabatay sa pagsunod sa RoHS dahil hindi natutugunan ng HASL ang mga kinakailangang ito nang walang karagdagang proseso ng plating. Maaari itong magresulta sa pagtanggi ng mga customer na bumili ng mga produkto mula sa iyo kung ayaw nilang makipagsapalaran sa mga potensyal na isyu sa hindi pagsunod.
Pagkalantad ng lead
Ang HASL ay isang lead-based na finish na nangangahulugang hindi ito sumusunod sa lahat ng pamantayan sa kapaligiran, lalo na ang mga nakabatay sa pagsunod sa RoHS dahil hindi natutugunan ng HASL ang mga kinakailangang ito nang walang karagdagang proseso ng plating. Maaari itong magresulta sa pagtanggi ng mga customer na bumili ng mga produkto mula sa iyo kung ayaw nilang makipagsapalaran sa mga potensyal na isyu sa hindi pagsunod.
Thermal Shock
Ang HASL ay gumagawa ng pinaka-thermal shock ng anumang surface finish, na nangangahulugang ito ay mas madaling kapitan sa delamination. Ang kumbinasyon ng mga kemikal na ginamit sa proseso ay nangangailangan ng mataas na temperatura sa panahon ng paghihinang at nagreresulta din sa isang mainit na tabla na maaaring mabilis na palamig sa tubig o hangin.
Kawawang Pagbasa
Ang HASL ay may mahinang mga katangian ng basa, na nangangahulugang hindi ito angkop para sa paggamit ng aluminyo o iba pang non-ferrous na metal. Maaari nitong mapataas ang gastos at pagiging kumplikado ng iyong mga disenyo dahil kakailanganin mong isaalang-alang kung paano nakikipag-ugnayan ang iba't ibang mga materyales sa panahon ng mga operasyon ng paghihinang.
Ano ang ENIG?
Ang GOLF METAL ay isang pcb surface finishes na pinagsasama ang corrosion resistance ng anodized aluminum sa polish at shine ng natural na metal. Nagtatampok ito ng nickel shell sa ibabaw ng tansong underlayer, na nagsisilbing parehong hadlang upang maprotektahan laban sa oksihenasyon at isang solder na target para sa mga bahagi na mag-bonding. Sa panahon ng pag-iimbak, ang isang layer ng ginto ay inilalapat sa nikel. Ang ENIG ay isang solusyon sa malalaking uso sa industriya gaya ng mga regulasyong walang lead. Ang pagtaas ng mga kumplikadong bahagi ng ibabaw (lalo na ang mga BGA at flip chips), na nangangailangan ng mga patag na ibabaw.
Kapansin-pansin na ang ZENIG ay hindi nagpoprotekta laban sa kaagnasan dahil sa mga pag-atake na nakabatay sa ionic. Sa karamihan ng mga kaso, ang ganitong uri ng haluang metal ay mangangailangan ng mas madalas na paglilinis at pagpapanatili kaysa sa maraming mga metal dahil sa kahirapan sa pagpapanatili ng moisture barrier sa pagitan ng mga layer ng ginto at nikel.
Mga Kalamangan at Kahinaan ng ENIG
Bentahe
Mga patag na ibabaw
Nag-aalok ang ENIG ng antas ng flatness na maaaring maging kapaki-pakinabang para sa mga bahagi na may mahigpit na tolerance. Ang makinis na pcb surface finishes ay maaari ding makatulong upang maiwasan ang mga isyu sa kasong ito dahil sa mataas na panganib na ma-trap ang solder paste sa HASL boards, na napatunayan ng mga eksperimento sa Stanford University at MIT.
Matagal-walang-hanggan
Pagdating sa pagprotekta sa mga PCB mula sa kaagnasan, ang ENIG ay nag-aalok ng isang makabuluhang kalamangan sa iba pang mga pang-ibabaw na paggamot dahil ang gintong layer ay napakanipis at hindi mangangailangan ng muling paggawa o pagpapalit, hindi tulad ng tradisyonal na mga pamamaraan ng anodizing na maaaring mawala pagkatapos ng malawakang paggamit. Ang pagganap ng ENIG ay tumataas din sa paglipas ng panahon habang nabubuo ang adhesion sa pagitan ng mga layer ng nickel at ginto.
Ang gintong layer ng ENIG ay nagbibigay ng mas mataas na adhesion para sa mga bahagi, na ginagawang perpekto kung gumagamit ka ng mga bahagi na sensitibo sa init o may mababang mga punto ng pagkatunaw. Ang sobrang solder ay maaari ding makatulong sa mga isyu sa thermal management sa panahon ng reflow soldering process, dahil ang paggamit ng ENIG ay magbabawas ng warpage na dulot ng sobrang oras ng pag-init kumpara sa HASL.
Nangunguna nang libre
Ang ENIG ay lead-free compatible, na nangangahulugang magagamit ito para sa mga proyektong napapailalim sa pagsunod sa RoHS. Ito ay maaaring makatulong sa iyo na maiwasan ang mga karagdagang gastos. Lalo na kung ang iyong mga bahagi o circuit board ay nangangailangan ng mamahaling rework upang matugunan ang mga batas sa kapaligiran.
Mabuti para sa PTH
Dahil ang ENIG ay isang makapal, patag na materyal na maaaring gamitin nang maramihan para sa isang buong board, ginagawa nitong mas matipid ang proseso ng paglalagay sa mga butas.
Pinapanatili ang solderability sa panahon ng imbakan
Ang paglaban ng ENIG sa moisture ay nangangahulugan na ang mga bahagi ay mas malamang na ma-corrode o ma-delaminate habang nakaimbak sa mahalumigmig na mga kondisyon bago gamitin. Maaari nitong palakasin ang kalidad at pagkakapare-pareho sa iyong mga circuit board ng produksyon. Nangangahulugan ito na mayroon kang mas maraming oras upang tumuon sa iba pang mga aspeto ng proseso ng disenyo. Nang hindi kinakailangang mag-alala tungkol sa mga posibleng magastos na error na dulot ng pagkasira ng tubig.
Mga Disbentaha
Masusunog
Kung ang isang PCB ay hindi idinisenyo nang maayos, ang ENIG ay maaaring maglantad ng mga layer na nasusunog o maaaring maglabas ng mga nakakalason na usok. Ito ang dahilan kung bakit mahalagang suriin ang iyong mga PCB ng isang propesyonal bago gamitin.
Mas mahina ang bono para sa mga bahagi
Ang gintong layer ng ENIG ay maaaring maging mas manipis kaysa sa iba pang mga pcb surface finish. Nangangahulugan ito na mas kaunting solder ang bubuo sa paligid ng mga component pad. Binabawasan nito ang mga isyu sa pamamahala ng thermal sa panahon ng mga proseso ng paghihinang ng reflow. Ang mga bahagi ay mas malamang na mahuhulog sa mga tabla o maluwag pagkatapos ma-solder.
Nangangailangan ng propesyonal na pag-install
Ang ENIG ay isang pcb surface finish na nangangailangan ng advanced na pagsasanay at kadalubhasaan upang ito ay mailapat nang tama. Nangangahulugan ito na hindi mo mai-install ang ENIG sa iyong sarili. Maaari itong humantong sa mga karagdagang gastos kung ang iyong mga PCB ay nangangailangan ng mamahaling rework dahil sa mga isyu sa kalidad.
Nangangailangan ng mga espesyal na materyales
Ang ENIG ay nangangailangan ng paggamit ng gold plated nickel at maaaring magastos upang palitan kung ito ay maubos sa paglipas ng panahon. Kinakailangan din nito ang paggamit ng isang espesyal na tagapaglinis upang mapanatili ng mga board ang kanilang resistensya sa kaagnasan. Pagkatapos ma-solder ang mga ito, na maaaring magdagdag ng ilang karagdagang gastos sa iyong proseso ng produksyon.
Bakit kailangan natin ng pcb surface finish?
Solderability
Ang kakayahan ng isang metal o haluang metal na bumuo ng isang solidong koneksyon sa panghinang. Ang isang soldered joint ay nabuo sa pamamagitan ng unang paglalagay ng isang manipis na layer ng liquid paste (flux) sa ibabaw ng lugar kung saan ang dalawang metal na ibabaw ay pagdugtong. Pagkatapos ay ilagay ang napakaliit na piraso ng panghinang sa i-paste. Kapag pinainit, ang likidong paste ay natutunaw at tinatakpan ang mga ibabaw na pinagdugtong ng isang manipis na layer ng tinunaw na panghinang. Na maaaring dumaloy sa anumang mga lugar kung saan may mga iregularidad sa alinman sa ibabaw o sa pagitan ng dalawang ibabaw.
Surface Tapos
Ang mga pisikal na katangian ng isang materyal ay lampas sa komposisyon ng kemikal nito. Halimbawa, karamihan sa mga metal ay may ilang partikular na kulay na nauugnay sa kanila, tulad ng pilak o ginto. Samakatuwid, ang pagtatapos sa ibabaw ay isang mahalagang kadahilanan sa pagtukoy ng hitsura ng isang metal na bagay.
Mataas na pagiging maaasahan sa mababang halaga
Ito ay susi sa pcb surface finish dahil nagbibigay ito ng mas magandang koneksyon sa pagitan ng component at ng PCB. Ito ang gusto mo para sa iyong mga electronic device. Dahil ito ay tatagal nang mas matagal at mas mabisa kaysa sa isang uncoated o hindi maayos na ginagamot na board.