Το φινίρισμα της επιφάνειας ενός PCB (Printed Circuit Board) αναφέρεται στον τύπο επικάλυψης ή επεξεργασίας που εφαρμόζεται στα εκτεθειμένα ίχνη χαλκού και τα μαξιλαράκια στην επιφάνεια της πλακέτας.Το φινίρισμα της επιφάνειας εξυπηρετεί διάφορους σκοπούς, συμπεριλαμβανομένης της προστασίας του εκτεθειμένου χαλκού από την οξείδωση, της ενίσχυσης της ικανότητας συγκόλλησης και της παροχής μιας επίπεδης επιφάνειας για την προσάρτηση των εξαρτημάτων κατά τη συναρμολόγηση.Τα διαφορετικά φινιρίσματα επιφανειών προσφέρουν διαφορετικά επίπεδα απόδοσης, κόστους και συμβατότητας με συγκεκριμένες εφαρμογές.
Η επιχρύσωση και ο χρυσός εμβάπτισης είναι διαδικασίες που χρησιμοποιούνται συνήθως στη σύγχρονη παραγωγή κυκλωμάτων.Με την αυξανόμενη ενσωμάτωση των IC και τον αυξανόμενο αριθμό ακίδων, η διαδικασία ψεκασμού κάθετης συγκόλλησης δυσκολεύεται να ισοπεδώσει τα μικρά μαξιλαράκια συγκόλλησης, θέτοντας προκλήσεις για τη συναρμολόγηση SMT.Επιπλέον, η διάρκεια ζωής των ψεκασμένων πλακών κασσίτερου είναι μικρή.Οι διεργασίες επίχρυσης ή εμβάπτισης χρυσού προσφέρουν λύσεις σε αυτά τα ζητήματα.
Στην τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης, ειδικά για εξαιρετικά μικρά εξαρτήματα όπως το 0603 και το 0402, η επιπεδότητα των μαξιλαριών συγκόλλησης επηρεάζει άμεσα την ποιότητα εκτύπωσης της πάστας συγκόλλησης, η οποία με τη σειρά της επηρεάζει σημαντικά την ποιότητα της επακόλουθης συγκόλλησης με επαναροή.Ως εκ τούτου, η χρήση χρυσού πλήρους σανίδας επίχρυσου ή εμβαπτιζόμενου χρυσού παρατηρείται συχνά σε διαδικασίες τοποθέτησης επιφανειών υψηλής πυκνότητας και εξαιρετικά μικρού μεγέθους.
Κατά τη φάση της δοκιμαστικής παραγωγής, λόγω παραγόντων όπως η προμήθεια εξαρτημάτων, οι σανίδες συχνά δεν συγκολλούνται αμέσως μετά την άφιξη.Αντίθετα, μπορεί να περιμένουν εβδομάδες ή και μήνες πριν χρησιμοποιηθούν.Η διάρκεια ζωής των επιχρυσωμένων και εμβαπτιζόμενων σανίδων χρυσού είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των επικασσιτερωμένων σανίδων.Κατά συνέπεια, αυτές οι διαδικασίες προτιμώνται.Το κόστος των επιχρυσωμένων και εμβαπτιζόμενων χρυσών PCB κατά το στάδιο της δειγματοληψίας είναι συγκρίσιμο με αυτό των πλακών από κράμα μολύβδου-κασσιτέρου.
1. Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG): Αυτή είναι μια κοινή μέθοδος επεξεργασίας επιφάνειας PCB.Περιλαμβάνει την εφαρμογή ενός στρώματος ηλεκτρικού νικελίου ως ενδιάμεσου στρώματος στα τακάκια συγκόλλησης, ακολουθούμενο από ένα στρώμα χρυσού εμβάπτισης στην επιφάνεια του νικελίου.Το ENIG προσφέρει πλεονεκτήματα όπως καλή ικανότητα συγκόλλησης, επιπεδότητα, αντοχή στη διάβρωση και ευνοϊκή απόδοση συγκόλλησης.Τα χαρακτηριστικά του χρυσού βοηθούν επίσης στην πρόληψη της οξείδωσης, ενισχύοντας έτσι τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα αποθήκευσης.
2. Hot Air Solder Leveling (HASL): Αυτή είναι μια άλλη κοινή μέθοδος επεξεργασίας επιφανειών.Στη διαδικασία HASL, τα μαξιλαράκια συγκόλλησης βυθίζονται σε ένα κράμα λιωμένου κασσίτερου και η περίσσεια συγκόλλησης διοχετεύεται με ζεστό αέρα, αφήνοντας πίσω ένα ομοιόμορφο στρώμα συγκόλλησης.Τα πλεονεκτήματα του HASL περιλαμβάνουν χαμηλότερο κόστος, ευκολία κατασκευής και συγκόλλησης, αν και η ακρίβεια της επιφάνειας και η επιπεδότητα του μπορεί να είναι συγκριτικά χαμηλότερες.
3. Επιμετάλλωση χρυσού: Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει την επιμετάλλωση ενός στρώματος χρυσού πάνω στα μαξιλαράκια συγκόλλησης.Ο χρυσός υπερέχει σε ηλεκτρική αγωγιμότητα και αντοχή στη διάβρωση, βελτιώνοντας έτσι την ποιότητα συγκόλλησης.Ωστόσο, η επίστρωση χρυσού είναι γενικά πιο ακριβή σε σύγκριση με άλλες μεθόδους.Εφαρμόζεται ιδιαίτερα σε εφαρμογές με χρυσό δάχτυλο.
4. Οργανικά συντηρητικά συγκόλλησης (OSP): Το OSP περιλαμβάνει την εφαρμογή ενός οργανικού προστατευτικού στρώματος σε τακάκια συγκόλλησης για να τα προστατεύσει από την οξείδωση.Το OSP προσφέρει καλή επιπεδότητα, ικανότητα συγκόλλησης και είναι κατάλληλο για εφαρμογές ελαφριάς χρήσης.
5. Κασσίτερος εμβάπτισης: Παρόμοια με τον χρυσό εμβάπτισης, ο κασσίτερος εμβάπτισης περιλαμβάνει την επίστρωση των μαξιλαριών συγκόλλησης με ένα στρώμα κασσίτερου.Ο κασσίτερος εμβάπτισης παρέχει καλή απόδοση συγκόλλησης και είναι σχετικά οικονομικός σε σύγκριση με άλλες μεθόδους.Ωστόσο, μπορεί να μην υπερέχει τόσο πολύ όσο ο χρυσός εμβάπτισης όσον αφορά την αντοχή στη διάβρωση και τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα.
6. Επιμετάλλωση νικελίου/χρυσού: Αυτή η μέθοδος είναι παρόμοια με τον χρυσό εμβάπτισης, αλλά μετά την επινικελίωση χωρίς ηλεκτρισμό, επικαλύπτεται ένα στρώμα χαλκού και ακολουθεί επεξεργασία μετάλλωσης.Αυτή η προσέγγιση προσφέρει καλή αγωγιμότητα και αντοχή στη διάβρωση, κατάλληλη για εφαρμογές υψηλής απόδοσης.
7. Ασημένια επιμετάλλωση: Η επάργυρη περιλαμβάνει την επίστρωση των μαξιλαριών συγκόλλησης με ένα στρώμα ασημιού.Το ασήμι είναι εξαιρετικό όσον αφορά την αγωγιμότητα, αλλά μπορεί να οξειδωθεί όταν εκτίθεται στον αέρα, απαιτώντας συνήθως ένα πρόσθετο προστατευτικό στρώμα.
8. Επιμετάλλωση από σκληρό χρυσό: Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για συνδέσμους ή σημεία επαφής υποδοχών που απαιτούν συχνή εισαγωγή και αφαίρεση.Ένα παχύτερο στρώμα χρυσού εφαρμόζεται για να παρέχει αντοχή στη φθορά και απόδοση διάβρωσης.
Διαφορές μεταξύ επιχρυσώματος και χρυσού εμβάπτισης:
1. Η κρυσταλλική δομή που σχηματίζεται από επιχρυσωμένο και εμβαπτιζόμενο χρυσό είναι διαφορετική.Η επίστρωση χρυσού έχει λεπτότερο στρώμα χρυσού σε σύγκριση με τον χρυσό εμβάπτισης.Η επιχρύσωση τείνει να είναι πιο κίτρινη από τον εμβαπτιζόμενο χρυσό, τον οποίο οι πελάτες βρίσκουν πιο ικανοποιητικό.
2. Ο χρυσός εμβάπτισης έχει καλύτερα χαρακτηριστικά συγκόλλησης σε σύγκριση με την επίχρυση, μειώνοντας τα ελαττώματα συγκόλλησης και τα παράπονα των πελατών.Οι σανίδες χρυσού εμβάπτισης έχουν πιο ελεγχόμενη πίεση και είναι πιο κατάλληλες για διαδικασίες συγκόλλησης.Ωστόσο, λόγω της πιο απαλής φύσης του, ο χρυσός εμβάπτισης είναι λιγότερο ανθεκτικός στα χρυσά δάχτυλα.
3. Ο χρυσός εμβάπτισης επικαλύπτει μόνο νικέλιο-χρυσό στα μαξιλαράκια συγκόλλησης, χωρίς να επηρεάζει τη μετάδοση του σήματος σε στρώματα χαλκού, ενώ η επίχρυση επίστρωση μπορεί να επηρεάσει τη μετάδοση του σήματος.
4. Η επιμετάλλωση σκληρού χρυσού έχει πιο πυκνή κρυσταλλική δομή σε σύγκριση με τον εμβαπτιζόμενο χρυσό, καθιστώντας τον λιγότερο επιρρεπή στην οξείδωση.Ο χρυσός εμβάπτισης έχει ένα λεπτότερο στρώμα χρυσού, το οποίο μπορεί να επιτρέψει στο νικέλιο να διαχέεται.
5. Ο χρυσός εμβάπτισης είναι λιγότερο πιθανό να προκαλέσει βραχυκυκλώματα καλωδίων σε σχέδια υψηλής πυκνότητας σε σύγκριση με την επίχρυση.
6. Ο χρυσός εμβάπτισης έχει καλύτερη πρόσφυση μεταξύ των στρωμάτων αντίστασης συγκόλλησης και του χαλκού, γεγονός που δεν επηρεάζει την απόσταση κατά τη διάρκεια των αντισταθμιστικών διεργασιών.
7. Ο χρυσός εμβάπτισης χρησιμοποιείται συχνά για σανίδες υψηλότερης ζήτησης λόγω της καλύτερης επιπεδότητάς του.Η επιχρύσωση γενικά αποφεύγει το φαινόμενο μετά τη συναρμολόγηση του μαύρου μαξιλαριού.Η επιπεδότητα και η διάρκεια ζωής των χρυσών σανίδων εμβάπτισης είναι εξίσου καλές με αυτές της επιχρυσωμένης.
Η επιλογή της κατάλληλης μεθόδου επιφανειακής επεξεργασίας απαιτεί την εξέταση παραγόντων όπως η ηλεκτρική απόδοση, η αντίσταση στη διάβρωση, το κόστος και οι απαιτήσεις εφαρμογής.Ανάλογα με τις συγκεκριμένες περιστάσεις, μπορούν να επιλεγούν κατάλληλες διεργασίες επιφανειακής επεξεργασίας για να πληρούν τα κριτήρια σχεδιασμού.
Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-18-2023
