Поверхностная обработка
печатных плат
Возможности печатных плат
Поверхностная обработка печатных плат необходима при их производстве, поскольку она служит защитным покрытием для открытой меди на печатной плате и поверхностью для пайки, к которой припаиваются компоненты. Она напрямую влияет на паяемость, надежность и срок хранения ваших плат. В YONGVE мы предлагаем различные варианты поверхностной обработки, соответствующие требованиям RoHS, такие как HASL, ENIG, OSP, погружное серебро и т. д., для различных применений.
Поверхностная обработка печатных плат: что это такое и почему это важно
Поверхностная обработка печатных плат — это тонкое покрытие, наносимое на открытые медные участки печатной платы. Голая медь чрезвычайно подвержена окислению, а поверхностная обработка защищает медь от воздействия окружающей среды, а также позволяет надежно припаивать компоненты к плате в процессе сборки.
Она образует критически важный интерфейс между печатной платой и установленными компонентами и влияет на производительность и долговечность конечного продукта. Хорошая поверхностная отделка обеспечивает высокую паяемость, усиливает межметаллическую связь и увеличивает срок хранения печатных плат.
7 типов поверхностной обработки печатных плат: популярные варианты
- HASL/бессвинцовый HASL
В производстве печатных плат широко используется поверхностная отделка методом выравнивания паяным припоем горячим воздухом (HASL). В ходе этой процедуры печатная плата покрывается расплавленным припоем, а излишки припоя удаляются с помощью селективных ножей с горячим воздухом, в результате чего образуется слой припойного покрытия, защищающий открытую медь. Существует два типа HASL: традиционная HASL и бессвинцовая HASL. Первая изготовлена из оловно-свинцового сплава, а вторая — из припойных сплавов, соответствующих требованиям RoHS.
Плюсы:
- Экономичность
- Подходит для большинства компонентов
- Хорошая защита от окисления меди
- Совместимость со стандартными процессами сборки
Недостатки:
- Неровная поверхность
- Традиционная HASL не соответствует требованиям RoHS
- Риск образования паяных мостиков
- Не подходит для печатных плат высокой плотности
- Погружное серебрение
Погружное серебрение — это бессвинцовая обработка поверхности, при которой на медные дорожки печатной платы наносится тонкий слой серебра посредством безтоковой химической реакции. Это помогает предотвратить окисление меди, а также обеспечивает хорошую паяемость.
Плюсы:
- Отличная плоскостность, идеально подходит для компонентов SMT и BGA
- Превосходные электрические характеристики
- Соответствует требованиям RoHS
Минусы:
- Склонно к потускнению и коррозии
- Более короткий срок хранения по сравнению с ENIG
- Требует тщательного хранения и контроля окружающей среды
- Погружное оловянное покрытие
Погружное оловянное покрытие (ISn) — это металлическое покрытие, наносимое посредством процесса безтокового вытеснения непосредственно на медную подложку печатных плат. Этот слой покрытия действует как защитный слой, предотвращающий окисление меди во время хранения.
Плюсы:
- Гладкая и ровная поверхность
- Хорошо сочетается с прессовой посадкой
- Более доступная цена по сравнению с ENIG или ENEPIG
Минусы:
- Склонность к образованию оловянных усов
- Ограниченный срок хранения
- Сложно измерить толщину покрытия
- Бестоковый никель с погружным золотом (ENIG)
Покрытие ENIG для печатных плат — это широко используемая обработка поверхности, при которой на медные контакты наносится никелевое покрытие методом бестокового химического осаждения, а затем на него наносится тонкий слой погружного золота.
Плюсы:
- Идеально подходит для компонентов с мелким шагом и BGA
- Отличная коррозионная стойкость и долговечность
- Имеет длительный срок хранения
Минусы:
- Не подлежит повторной обработке
- Более высокая стоимость по сравнению с базовыми покрытиями, такими как HASL или OSP
- Риск появления черных площадок, если процесс не контролируется должным образом
- ENEPIG
ENEPIG, также известный как безтоковое никелевое-палладиевое погружное золотое покрытие, является разновидностью ENIG. В этом случае палладий наносится в качестве защитного покрытия для предотвращения окисления никеля и его диффузии на поверхность меди. Хотя ENIG и ENEPIG более дороги по сравнению с другими покрытиями, они обеспечивают отличную паяемость.
Плюсы:
- Подходит для соединения проводов и пайки
- Высокая коррозионная стойкость и стойкость к окислению
- Длительный срок хранения и высокая надежность
Минусы:
- Более дорогое, чем ENIG и другие покрытия
- Требует строгого контроля процесса
- В основном применяется в высококачественных или критически важных печатных платах
- Твердое золото
Твердое золото, также известное как электролитическое золото, представляет собой слой золота, нанесенный на никелевое покрытие. В отличие от чистого золота, твердое золото представляет собой золотой сплав, содержащий никель, кобальт или железо, и наиболее подходит для деталей, которые подвержены износу. Требуемая толщина этого покрытия варьируется в зависимости от области применения.
Плюсы:
- Чрезвычайно прочное и износостойкое
- Не содержит свинца, соответствует требованиям RoHS
- Длительный срок хранения
Недостатки:
- Дорогостоящий в результате использования золота большей толщины
- Требует более сложной обработки
- Используется только в некоторых областях
- OSP
OSP (органический консервант для паяемости) представляет собой тонкий слой пленки, который обычно наносится на конвейерном процессе. Он наносит органическое соединение на водной основе, которое избирательно связывается с медью и образует органометаллическое покрытие, защищающее медь перед пайкой.
Плюсы:
- Низкая стоимость и экологичность
- Ровная поверхность для SMT с мелким шагом
- Легкость переработки
Минусы:
- Короткий срок хранения и низкая прочность в жестких условиях
- Не подходит для PTH
- Ограниченная защита от коррозии
Сравнение типов поверхностной обработки печатных плат
| Тип покрытия | Паяемость | Стоимость | Срок хранения | Плоскостность | Соответствие RoHS | Износостойкость | Коррозионная стойкость |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HASL (традиционное) | Хорошая | Низкая | Долгий | Плохая (неравномерная) | Нет | Хорошая | Хорошая |
| HASL без свинца | Хорошая | Низкая | Долгий | Плохая (неравномерная) | Да | Хорошая | Хорошая |
| Иммерсионное серебро | Отличная | Средняя | Короткий | Отличная (ровная) | Да | Плохая | Плохая |
| Иммерсионное олово | Хорошая | Средняя | Короткий | Отличная (ровная) | Да | Удовлетворительная | Удовлетворительная |
| ENIG | Отличная | Высокая | Долгий | Отличная (ровная) | Да | Отличная | Отличная |
| ENEPIG | Отличная | Очень высокая | Долгий | Отличная (ровная) | Да | Отличная | Отличная |
| Твёрдое золото | Хорошая | Очень высокая | Долгий | Хорошая | Да | Отличная | Отличная |
| OSP | Хорошая | Очень низкая | Очень короткий | Отличная (ровная) | Да | Плохая | Плохая |
Как выбрать правильную поверхностную отделку для вашего проекта печатной платы?
Выбор поверхностной отделки печатной платы становится все более важным вопросом из-за растущей сложности процессов сборки и необходимости соблюдения нормативных требований, таких как RoHS и WEEE. При выборе поверхностной отделки печатной платы необходимо обратить внимание на следующие основные факторы:
- Рабочая среда
Внешние факторы, такие как влажность, высокие температуры или коррозионные материалы, влияют на ваше решение. Например, серебряные покрытия могут подвергаться коррозии в условиях высокой влажности.
- Механические нагрузки и удары
Для приложений, которые могут подвергаться частым падениям, таких как смартфоны, предпочтительнее использовать поверхностные покрытия с оловянно-медным соединением, а не оловянно-никелевым, поскольку первое может минимизировать риск поломки компонентов. Однако ENIG остается одним из самых популярных покрытий, если они находятся в стабильной среде, такой как медицинские устройства.
- Требования к надежности
В случаях, когда последствия отказа продукта являются значительными (например, в аэрокосмической и медицинской отраслях), обычно используются более прочные покрытия, такие как ENIG или ENEPIG, хотя они и стоят дороже.
- Коррозионная стойкость
Для суровых условий эксплуатации используйте коррозионно-стойкие покрытия, такие как ENIG и ENEPIG, которые обеспечивают превосходную защиту, в то время как OSP в этом случае не является хорошим выбором.
- Тип и шаг компонентов
Компоненты с мелким шагом или BGA обычно требуют очень ровных поверхностей, и ENIG или погружное серебро идеально подходят для этих применений.
- Ровность контактных площадок для SMT/BGA
Ровность гарантирует равномерность паяных соединений, особенно в BGA. ENIG и ENEPIG обеспечивают отличную копланарность, что снижает количество дефектов пайки.
- Соображения стоимости
OSP и HASL являются экономически эффективными для массового использования или потребительских продуктов, тогда как ENIG более применим для устройств с высокой надежностью.
Обратитесь в YONGVE за профессиональными решениями по отделке поверхности
Выбор правильной отделки поверхности имеет решающее значение для производительности, надежности и стоимости печатных плат. YONGVE предлагает несколько решений по отделке поверхности, адаптированных к уникальным потребностям вашего проекта. Обладая богатым опытом в производстве и сборке печатных плат, мы можем сопровождать вас на протяжении всего процесса — от выбора отделки поверхности до окончательного производства.
У вас есть вопросы или вы не уверены, какая отделка лучше всего подходит для вашего применения? Свяжитесь с нашей командой, чтобы получить бесплатную консультацию эксперта по вашим потребностям в печатных платах.
Свяжитесь с нами
Есть вопросы или запросы? Заполните форму, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
