Panduan Ultimate Surface Finish PCB- Cara Memilih Yang Paling Cocok
Permukaan Finish PCB–Salah satu aspek terpenting dari Printed Circuit Board (PCB) adalah permukaan akhir. Finishing yang diterapkan di PCB menentukan kemanjurannya serta umur panjangnya. Tetapi dengan beberapa pilihan yang tersedia, bagaimana Anda memilih yang ideal? Baca terus untuk mengetahuinya.
1. Selesai Permukaan PCB —Apa itu Permukaan Permukaan PCB?
Permukaan akhir PCB adalah lapisan antara papan sirkuit cetak telanjang dan komponen. PCB memiliki lapisan tembaga yang rentan terhadap oksidasi dan kerusakan jika dibiarkan tidak terlindungi. Untuk tujuan ini, menjadi perlu untuk menerapkan finishing untuk dua tujuan penting:
• Untuk melindungi permukaan dan sirkuit tembaga
• Untuk menyiapkan permukaan untuk menyolder komponen terkait selama perakitan
Sekarang mari kita lihat perawatan permukaan spesifik dan perbedaan di antara mereka.
2. Selesai Permukaan PCB —7 Jenis Permukaan &Perbandingan Permukaan PCB
Ada tujuh jenis pelapis permukaan PCB, dan masing-masing dilengkapi dengan kelebihan dan kekurangannya:
• Perataan Solder Udara Panas (HASL)
HASL adalah permukaan akhir yang paling umum. Ini juga yang paling terjangkau. Proses aplikasi melibatkan pencelupan PCB ke dalam larutan solder cair dan kemudian meniup residu menggunakan pisau udara panas. Resolusi solder cair terbuat dari paduan timah dan timah.
Keuntungan
Keuntungan paling signifikan dari finishing permukaan HASL adalah ekonomis. Keuntungan lainnya termasuk:
- Ini memungkinkan jendela pemrosesan yang lebih besar
- Ini berlaku untuk berbagai macam PCB
- Menyediakan kemampuan penyolderan yang sangat baik
Kerugian
Seperti disebutkan, permukaan akhir ini melibatkan pencelupan papan ke dalam larutan solder cair yang terbuat dari timah dan timah. Itu membuatnya tidak cocok untuk panel yang menuntut kepatuhan RoHS. Kekurangan ini terkait dengan kerugian lain yang meliputi:
- Ada perbedaan ketebalan antara pad besar dan kecil
- Tidak cocok untuk produk HDI
- Ini menyebabkan bridging pada nada halus
- Tidak cocok untuk BGA dan SMD dengan diameter kurang dari 20mil
- HASL Bebas Timbal
HASL bebas timah adalah pelapis permukaan paling populer yang digunakan pada PCB saat ini. Ini diterapkan dengan merendam PCB dalam timah paduan cair, atau timah paduan timah atau timah paduan timah atau paduan timah, yang memastikan bahwa seluruh permukaan tertutup. Pisau udara kemudian digunakan untuk meniup residu untuk lapisan yang rata.
Keuntungan
Salah satu keuntungan paling signifikan dari HASL bebas timah adalah bahwa hal itu mengekspos potensi masalah delaminasi dengan memaparkan PCB pada suhu sekitar 2650C. Keuntungan lainnya termasuk:
- Tersedia secara luas
- Ini ramah lingkungan
- Memastikan daya tahan
- Dapat dikerjakan kembali
- Terjangkau
Kerugian
- Dapat menimbulkan kejutan termal
- Ini dapat menyebabkan permukaan yang tidak rata
- Tidak ideal untuk pitching yang bagus
- Ini dapat menjembatani solder
- Ini mengurangi PTH (lubang terpasang)
- Timah Perendaman (ISN)
Immersion Tin adalah permukaan akhir yang ideal untuk produk pitch halus, planar, backplanes, dan press fit. ISN diterapkan dengan memulai reaksi perpindahan kimia dengan permukaan tembaga PCB.
Selesai Permukaan PCB–Keuntungan
Timah imersi hadir dengan berbagai keunggulan yang jauh melebihi kekurangannya. Mereka termasuk:
- menciptakan permukaan yang rata, tidak seperti HASL bebas timah
- Dapat dikerjakan ulang
- Bisa diganti dengan solder reflow
- Sangat dapat diandalkan
- Ideal untuk berbagai macam PCB
Kerugian
Timah dan tembaga memiliki afinitas yang kuat terhadap satu sama lain. Ini berarti bahwa difusi salah satu logam ini ke yang lain tidak dapat dihindari. Hasilnya adalah umur simpan yang lebih pendek jika dibandingkan dengan sebagian besar permukaan akhir PCB lainnya. Ini juga dapat membatasi kinerja PCB. Ini adalah kekurangannya yang paling signifikan. Kekurangan lainnya meliputi:
- tidak ideal untuk PTH
- Dapat dikerjakan ulang, tetapi terbatas karena umur simpannya yang pendek
- Ini menghasilkan kumis timah
- Dapat merusak topeng solder
- Sulit untuk ditangani dan dapat mengakibatkan berbagai kerusakan
- Ini mungkin tidak sehat bagi penangan karena mengandung karsinogen yang dikenal sebagai Thoreau
Biaya Timah Perendaman
• Perak Perendaman (IAG)
Immersion Silver telah sangat populer sejak direktif WEEE dan RoHS disahkan. Ini dianggap sebagai alternatif yang sangat baik untuk ENIG karena beberapa alasan, terutama karena sangat ideal untuk pitch yang bagus. Perak imersi terutama digunakan untuk ikatan kawat aluminium, sakelar membran, dan pelindung EMI.
Keuntungan
Salah satu keuntungan utama perak imersi adalah mengandung OSP, yang mencegah noda. Namun, ini juga membuat PCB perlu dikemas segera setelah aplikasi karena OSP sensitif terhadap kontaminan pada papan, keuntungan dari perak perendaman meliputi:
Ini sesuai dengan arahan dan persyaratan RoHS
- Cocok untuk nada halus
- Masa simpan moderat sekitar 12 bulan
- Sangat stabil jika dibandingkan dengan pelapis permukaan lainnya
- Ideal untuk planar
- Terjangkau dan hemat biaya
Selesai Permukaan PCB–Kekurangan
Seperti disebutkan sebelumnya, kehadiran OSP membuat perak imersi rentan terhadap noda, yang merupakan kekurangannya yang paling signifikan. Kekurangan lainnya meliputi:
- Ini dapat menyebabkan kumis perak
- Tidak cocok untuk interaksi compliant-pin karena memiliki koefisien pecahan yang tinggi
- Beberapa sistemnya tidak dapat menggunakan rasio aspek via mikro 1:1
- Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG)
Perendaman Nikel Tanpa Elektro dengan cepat menjadi populer di industri PCB karena mengatasi banyak kekurangan signifikan yang terkait dengan pelapis permukaan lainnya. ENIG memiliki proses aplikasi dua bagian. Pertama, lapisan nikel diterapkan untuk berfungsi sebagai penghalang tembaga dan permukaan yang sesuai di mana komponen dapat disolder. Lapisan emas lainnya kemudian digunakan untuk melindungi lapisan nikel selama papan disimpan.
Selesai Permukaan PCB–Keuntungan
Keuntungan paling signifikan dari ENIG adalah ideal untuk komponen permukaan kompleks generasi baru dan yang akan datang, termasuk chip flip dan BGA; pelapis permukaan lainnya memiliki kekurangan yang membatasi penerapannya pada papan baru ini. Keuntungan lainnya termasuk:
- Ideal untuk permukaan datar karena lapisan nikel dan emas setipis dan rata
- Tidak mengandung timbal
- Ideal untuk PTH
- Memiliki umur simpan yang lama
Kerugian
MeskipunMeskipun ENIG memiliki masa simpan yang lama, ENIG juga dikaitkan dengan "sindrom bantalan hitam", masalah umum yang menyebabkan penumpukan fosfor di antara lapisan nikel dan emas, sehingga mengakibatkan keretakan serta sambungan papan yang rusak. Satu-satunya kelemahan utama lainnya adalah tidak ideal untuk pengerjaan ulang.
• Paladium Nikel (ENEPIG)
Finishing permukaan PCB Nickel Palladium (ENEPIG) adalah peningkatan dari ENIG. Di ENIG, emas perendaman telah terbukti menghancurkan lapisan nikel. ENEPIG memperkenalkan lapisan paladium pelapis di antara lapisan emas dan nikel.
Keuntungan
ENEPIG telah dijuluki 'penyelesaian universal' karena berlaku untuk banyak papan modern yang sangat canggih dengan beberapa paket permukaan. Muncul dengan berbagai keunggulan yang meliputi:
- Itu membuat permukaan rata.
- Mudah diproses
- Tidak memiliki efek toksik pada kulit.
- Tidak mengandung timbal.
- Ideal untuk beberapa siklus reflow
- Ini sangat kompatibel dengan solder Sn-Ag-Cu.
- Daya simpannya lama.
Kekurangan
- Sering mengakibatkan terjadinya black pad
- Ini mengurangi keandalan sambungan solder
- Lapisan paladium terlalu tebal untuk mendukung kinerja kemampuan penyolderan
- Membutuhkan waktu lebih lama untuk membasahi dibandingkan dengan pelapis permukaan lainnya
- Ini dipengaruhi oleh kondisi pelapisan
- Ini mahal dibandingkan dengan sebagian besar pelapis permukaan lainnya
OSP (Pengawet Solderabilitas Organik)
OSP adalah pelapis permukaan organik berbasis air. Ini selektif dalam ikatannya dengan tembaga, dan juga membuat PCB dapat disolder.
Selesai Permukaan PCB–Keuntungan
Finishing permukaan OSP terkenal karena ramah lingkungan karena organik dan berbasis air. Ini juga membuatnya mudah untuk diterapkan, dan prosesnya relatif singkat dan mudah dibandingkan dengan pelapis permukaan lainnya. Keunggulannya antara lain:
- Memberikan permukaan yang rata dan rata
- Memerlukan perawatan peralatan yang rendah
- Tidak mengandung timbal
- Bisa diperbaiki
Kerugian
OSP bersifat organik dan berbahan dasar air, sehingga cukup sensitif terhadap kerusakan saat penanganan. Hal ini terkait dengan beberapa kekurangan lainnya:
• Memiliki masa simpan yang pendek
• Mengerikan bagi PTH
Finish Permukaan PCB–Cara Memilih Permukaan Finishing PCB
Perbedaan jenis permukaan akhir PCB ini membuatnya cocok dan tidak cocok untuk penggunaan tertentu. Untuk tujuan ini, siapa pun yang ingin menerapkan permukaan akhir yang ideal harus mempertimbangkan beberapa faktor:
• Selesai Permukaan PCB–Kerataan Pad
Seperti disebutkan beberapa kali, beberapa hasil akhir permukaan menghasilkan permukaan yang tidak rata yang dapat menghambat kinerja, kemampuan penyolderan, dan faktor lainnya. Jika kerataan merupakan faktor penting, pertimbangkan pelapis permukaan yang memiliki lapisan tipis dan rata. Opsi yang sesuai, dalam hal ini, termasuk ENIG, ENEPIG, dan OSP.
• Solderabilitas dan Wettabilitas
Solderabilitas selalu menjadi faktor penting saat bekerja dengan PCB. Permukaan akhir tertentu seperti OSP dan ENEPIG telah terbukti menghambat kemampuan penyolderan, sementara yang lain seperti HASL ideal untuk itu.
• Ikatan Kawat Emas atau Aluminium
Jika PCB Anda memerlukan ikatan kawat emas atau aluminium, pilihan Anda mungkin terbatas pada ENIG dan ENEPIG.
• Kondisi Penyimpanan
Seperti disebutkan, beberapa pelapis permukaan seperti OSP membuat PCB rapuh saat ditangani sementara yang lain meningkatkan daya tahan. Ini harus dipertimbangkan sebelumnya ketika mempertimbangkan persyaratan penyimpanan dan penanganan. Hanya jika persyaratan penyimpanan dan penanganan bebas risiko dapat dipenuhi, Permukaan akhir yang membuat PCB halus harus diterapkan.
• Siklus Solder
Berapa kali PCB akan disolder dan dikerjakan ulang? Seperti yang ditunjukkan, banyak permukaan akhir yang ideal untuk pengerjaan ulang. Namun, yang lain seperti timah imersi tidak ideal untuk pengerjaan ulang.
• Selesai Permukaan PCB–Kepatuhan RoHS
Kepatuhan RoHS sangat penting saat menentukan permukaan akhir yang akan digunakan. Biasanya, semua pelapis permukaan yang menggunakan timbal tidak sesuai dengan kepatuhan RoHS dan harus dihindari.
Kesimpulan
Sebagaimana diuraikan, setiap jenis pelapis permukaan memiliki elemen unik yang membedakannya dari yang lain. Elemen-elemen ini membuat hasil akhir ini cocok dan tidak cocok untuk aplikasi tertentu, dan pilihan ideal pada akhirnya tergantung pada susunan PCB.
Di WellPCB, kami memiliki pengalaman luas dengan papan PCB dan pelapis permukaan. Hubungi kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang berbagai jenis permukaan PCB dan banyak lagi! Kami akan dengan senang hati membantu Anda menemukan permukaan akhir yang ideal untuk PCB Anda.
