Wéi wielen ech Surface Finish fir Äre PCB Design
Ⅱ Evaluatioun a Verglach
Gepost: 16.11.2022
Kategorien: Blogs
Tag: pcb,pcba,pcb Assemblée,pcb Fabrikatioun, PCB Uewerfläch Finish
Et gi vill Tipps iwwer Uewerfläch fäerdeg, wéi Blei-gratis HASL huet Problem eng konsequent flatness ze hunn.Elektrolytesch Ni / Au ass wierklech deier a wann ze vill Gold op de Pad deposéiert ass, kann et zu bréchege Lötverbindunge féieren.Immersion Zinn huet solderability Degradatioun no aussetzt zu MÉI Hëtzt Zyklen, wéi an engem Top an ënnen Säit PCBA Reflow Prozess, etc.Déi ënnescht Tabell weist eng rau Evaluatioun fir déi dacks applizéiert Uewerflächefinishen vu gedréckte Circuitboards.
Table 1 Kuerz Beschreiwung vum Fabrikatiounsprozess, bedeitend Vir- an Nodeeler, an typesch Uwendunge vu populäre Bleifräie Surface Finishen vu PCB
| PCB Surface Finish | Prozess | Dicke | Virdeeler | Nodeeler | Typesch Uwendungen |
| Bleiffräi HASL | PCB Conseils sinn an engem geschmollte Zinn Bad ënnerdaach an dann duerch waarm Loft Messeren fir flaach Patt an iwwerschësseg solder ewechzehuelen. | 30µin (1µm) -1500µin (40µm) | Gutt Solderbarkeet;Breet verfügbar;Kann reparéiert / ëmgebaut ginn;Laang Regal laang | ongläiche Flächen;thermesch Schock;schlecht Bewässerung;Solder Bréck;Verstoppt PTHs. | Breet applicabel;Gëeegent fir méi grouss Pads a Abstand;Net gëeegent fir HDI mat <20 mil (0.5mm) fein Pitch a BGA;Net gutt fir PTH;Net Kostüm fir décke Kupfer PCB;Typesch, Applikatioun: Circuitboards fir elektresch Testen, Handlöt, e puer High-Performance Elektronik wéi Raumfaart a Militärgeräter. |
| OSP | Chemesch Uwendung vun enger organescher Verbindung op Brieder Uewerfläch déi eng organesch metallesch Schicht bilden fir ausgesat Kupfer vu Rost ze schützen. | 46µin (1.15µm)-52µin (1.3µm) | Käschtegënschteg;Pads sinn eenheetlech a flaach;Gutt Solderbarkeet;Kann Eenheet mat anere Surface Finishen;Prozess ass einfach;Kann ëmgeschafft ginn (am Atelier). | Sensibilitéit fir Handhabung;Kuerz Regal Liewen.Ganz limitéiert solder verbreet;Solderability Degradatioun mat erhiewt Temperatur & Zyklen;Net konduktiv;Schwiereg ze iwwerpréiwen, ICT Sonde, ionesch & press-fit Bedenken | Breet applicabel;Gutt gëeegent fir SMT / fein Plazen / BGA / kleng Komponente;Serve Brieder;Net gutt fir PTHs;Net gëeegent fir Crimping Technologie |
| ENIG | E chemesche Prozess deen de exponéierte Kupfer mat Néckel a Gold placéiert, sou datt et aus enger duebeler Schicht metallescher Beschichtung besteet. | 2µin (0.05µm) - 5µin (0.125µm) Gold iwwer 120µin (3µm) - 240µin (6µm) Néckel | Excellent solderability;Pads si flaach an eenheetlech;Al Drot bendability;Niddereg Kontakt Resistenz;Laang Haltbarkeet;Gutt Korrosiounsbeständegkeet an Haltbarkeet | "Black Pad" Suerg;Signal Verloscht fir Signal Integritéit Uwendungen;net fäeg nei ze schaffen | Excellent fir Assemblée vu feine Pitch a komplexe Surface Mount Placement (BGA, QFP ...);Excellent fir verschidde Solderarten;Preferenz fir PTH, Press fit;Drot Bondable;Recommandéieren fir PCB mat héich Zouverlässegkeet Applikatioun wéi Raumfaarttechnik, militäresch, medezinesch an héich-Enn Konsumenten, etc .;Net recommandéiert fir Touch Kontakt Pads. |
| Elektrolytesch Ni/Au (Soft Gold) | 99,99% pur - 24 Karat Gold applizéiert iwwer Nickelschicht duerch en elektrolytesche Prozess virun der Soldermask. | 99,99% Pure Gold, 24 Karat 30µin (0.8µm) -50µin (1.3µm) iwwer 100µin (2.5µm) -200µin (5µm) Néckel | Hard, haltbar Uewerfläch;Grouss Konduktivitéit;Flächheet;Al Drot bendability;Niddereg Kontakt Resistenz;Laang Regal Liewen | Deier;Au embrittlement wann ze déck;Layout Aschränkungen;Extra Veraarbechtung / Aarbecht intensiv;Net gëeegent fir soldering;Beschichtung ass net eenheetlech | Haaptsächlech benotzt an Drot (Al & Au) Bindung am Chip Package wéi COB (Chip on Board) |
| Elektrolytesch Ni/Au (Hard Gold) | 98% pure - 23 Karat Gold mat Härter bäigefüügt fir d'Platéierungsbad iwwer Nickelschicht duerch en elektrolytesche Prozess applizéiert. | 98% Pure Gold, 23 Karat 30µin (0.8µm) -50µin (1.3µm) iwwer 100µin (2.5µm) -150µin (4µm) Néckel | Excellent solderability;Pads si flaach an eenheetlech;Al Drot bendability;Niddereg Kontakt Resistenz;Reworkable | Tarnish (Handhabung & Lagerung) Korrosioun an héije Schwefelëmfeld;Reduzéiert Versuergungskettenoptiounen fir dës Finish z'ënnerstëtzen;Kuerz Operatioun Fënster tëscht Assemblée Etappe. | Haaptsächlech fir elektresch Interconnection benotzt wéi Randverbindungen (Goldfinger), IC Carrier Boards (PBGA/FCBGA/FCCSP ...), Keyboards, Batteriekontakter an e puer Testpads, asw. |
| Immersion Ag | eng Sëlwerschicht gëtt op Kupferoberfläche deposéiert duerch en elektrolose Plackéierungsprozess nom Ätzen awer virun der Soldermask | 5µin (0.12µm) -20µin (0.5µm) | Excellent solderability;Pads si flaach an eenheetlech;Al Drot bendability;Niddereg Kontakt Resistenz;Reworkable | Tarnish (Handhabung & Lagerung) Korrosioun an héije Schwefelëmfeld;Reduzéiert Versuergungskettenoptiounen fir dës Finish z'ënnerstëtzen;Kuerz Operatioun Fënster tëscht Assemblée Etappe. | Wirtschaftlech Alternativ zu ENIG fir Fine Traces an BGA;Ideal fir Héichgeschwindegkeet Signaler Uwendung;Gutt fir Membranschalter, EMI-Schirmung, an Aluminiumdrahtverbindung;Gëeegent fir Press fit. |
| Immersion Sn | An engem electroless chemesche Bad, eng wäiss dënn Layer vun Tin Dépôten direkt op Koffer vun Circuit Conseils als Barrière fir Oxidatioun ze vermeiden. | 25µin (0.7µm)-60µin (1.5µm) | Bescht fir Press Fit Technologie;Käschten-effikass;Planar;Excellent solderability (wann frësch) an Zouverlässegkeet;Flaachheet | Solderbarkeet Degradatioun mat erhéngte Temps & Zyklen;Ausgesat Zinn op Finale Assemblée kann corrode;Ëmgank mat Problemer;Zinn Wiskering;Net gëeegent fir PTH;Enthält Thiourea, e bekannte Karzinogen. | Recommandéiert fir grouss Betrag Produktiounen;Gutt fir SMD Placement, BGA;Beschte fir Press fit an backplanes;Net recommandéiert fir PTH, Kontaktschalter, a Benotzung mat peelbare Masken |
Table2 Eng Evaluatioun vun typesch Eegeschafte vun modern PCB Surface Finishes op Produktioun an Uwendung
| Produktioun vun am meeschte verbreet benotzt Uewerfläch Finishen | |||||||||
| Eegeschaften | ENIG | ENEPIG | Soft Gold | Hard Gold | Iag | ISn | HASL | HASL-LF | OSP |
| Popularitéit | Héich | Niddereg | Niddereg | Niddereg | Mëttelméisseg | Niddereg | Niddereg | Héich | Mëttelméisseg |
| Prozess Käschten | Héich (1,3x) | Héich (2,5x) | Héchsten (3,5x) | Héchsten (3,5x) | Mëttelméisseg (1,1x) | Mëttelméisseg (1,1x) | Niddereg (1.0x) | Niddereg (1.0x) | Niddregsten (0,8x) |
| Depot | Immersioun | Immersioun | Elektrolytesch | Elektrolytesch | Immersioun | Immersioun | Immersioun | Immersioun | Immersioun |
| Regal Liewen | Laang | Laang | Laang | Laang | Mëttelméisseg | Mëttelméisseg | Laang | Laang | Kuerz |
| RoHS konform | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | No | Jo | Jo |
| Surface Co-planarity fir SMT | exzellent | exzellent | exzellent | exzellent | exzellent | exzellent | Aarmséileg | Gutt | exzellent |
| Kupfer ausgesat | No | No | No | Jo | No | No | No | No | Jo |
| Ëmgank | Normal | Normal | Normal | Normal | Kritesch | Kritesch | Normal | Normal | Kritesch |
| Prozess Effort | Mëttelméisseg | Mëttelméisseg | Héich | Héich | Mëttelméisseg | Mëttelméisseg | Mëttelméisseg | Mëttelméisseg | Niddereg |
| Rework Kapazitéit | No | No | No | No | Jo | Net proposéiert | Jo | Jo | Jo |
| Néideg thermesch Zyklen | multiple | multiple | multiple | multiple | multiple | 2-3 | multiple | multiple | 2 |
| Whisker Thema | No | No | No | No | No | Jo | No | No | No |
| Thermesch Schock (PCB MFG) | Niddereg | Niddereg | Niddereg | Niddereg | Ganz niddereg | Ganz niddereg | Héich | Héich | Ganz niddereg |
| Niddereg Resistenz / Héich Speed | No | No | No | No | Jo | No | No | No | N/A |
| Uwendungen vun de meeschte verbreet benotzte Surface Finishen | |||||||||
| Uwendungen | ENIG | ENEPIG | Soft Gold | Hard Gold | Iag | ISn | HASL | LF-HASL | OSP |
| Steif | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo |
| Flex | Beschränkt | Beschränkt | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo |
| Flex-Steif | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Net bevorzugt |
| Schéin Pitch | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Net bevorzugt | Net bevorzugt | Jo |
| BGA & μBGA | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Net bevorzugt | Net bevorzugt | Jo |
| Multiple Solderbarkeet | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Beschränkt |
| Flip Chip | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | No | No | Jo |
| Press Fit | Beschränkt | Beschränkt | Beschränkt | Beschränkt | Jo | exzellent | Jo | Jo | Beschränkt |
| Duerch-Hole | Jo | Jo | Jo | Jo | Jo | No | No | No | No |
| Drot Bonding | Jo (Al) | Jo (Al, Au) | Jo (Al, Au) | Jo (Al) | Variabel (Al) | No | No | No | Jo (Al) |
| Solder Wettability | Gutt | Gutt | Gutt | Gutt | Ganz gutt | Gutt | Aarmséileg | Aarmséileg | Gutt |
| Solder Joint Integritéit | Gutt | Gutt | Aarmséileg | Aarmséileg | exzellent | Gutt | Gutt | Gutt | Gutt |
D'Haltdauer ass e kriteschen Element deen Dir berécksiichtege musst wann Dir Är Fabrikatiounspläng mécht.Regal Liewenass d'Operatiounsfenster déi de Veraarbechtung erlaabt eng komplett PCB-Schweißbarkeet ze hunn.Et ass vital fir sécherzestellen datt all Är PCBs bannent der Regalzäit versammelt sinn.Zousätzlech zu Material a Prozess, déi Uewerflächefinishen maachen, ass d'Haltzäit vum Finish staark beaflosstduerch PCB Verpakung a Lagerung.Streng Kandidat vun der richteger Späichermethodologie proposéiert vun IPC-1601 Richtlinnen wäert d'Schweißbarkeet an Zouverlässegkeet vun de Finishen erhalen.
Table3 Regal Liewen Verglach tëscht Populär Surface Finishes vun PCB
|
| Typesch SHEL LIFE | Recommandéiert Regal Liewen | Rework Chance |
| HASL-LF | 12 Méint | 12 Méint | JO |
| OSP | 3 Méint | 1 Méint | JO |
| ENIG | 12 Méint | 6 Méint | NEE* |
| ENEPIG | 6 Méint | 6 Méint | NEE* |
| Elektrolytesch Ni/Au | 12 Méint | 12 Méint | NO |
| Iag | 6 Méint | 3 Méint | JO |
| ISn | 6 Méint | 3 Méint | JO** |
* Fir ENIG an ENEPIG Ofschloss ass e Reaktivéierungszyklus verfügbar fir d'Uewerflächbefeuchtbarkeet an d'Haltdauer ze verbesseren.
** Chemesch Tin Rework net proposéiert.
Zréckzu Blogs
Post Zäit: Nov-16-2022
