01
Mchakato wa matibabu ya uso wa PCB ni nini?
Nyuso za shaba juu PCB bila kifuniko cha mask ya solder, kama vile pedi za solder, vidole vya dhahabu, mashimo ya mitambo, nk. Ikiwa hakuna mipako ya kinga, uso wa shaba huoksidishwa kwa urahisi, ambayo huathiri soldering kati ya shaba tupu na vipengele katika eneo la kuuzwa la PCB.
Kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu hapa chini, uso matibabu iko kwenye safu ya nje ya PCB, juu ya safu ya shaba, ikitumika kama "mipako" kwenye uso wa shaba.
Kazi kuu ya matibabu ya uso ni kulinda uso wa shaba wazi kutoka kwa nyaya za oxidation, na hivyo kutoa uso wa solderable kwa soldering wakati wa kulehemu.
02
Uainishaji wa michakato ya matibabu ya uso wa PCB
Mchakato wa matibabu ya uso wa PCB umegawanywa katika vikundi vifuatavyo:
Usawazishaji wa solder ya hewa moto (HASL)
Uzamishaji wa bati (ImSn)
Dhahabu ya nikeli ya kemikali (dhahabu ya kuzamishwa) (ENIG)
Vihifadhi Vinavyoweza Kuuzwa Kikaboni (OSP)
Fedha ya Kemikali (ImAg)
Uwekaji wa nikeli kwa kemikali, uwekaji wa kemikali wa paladiamu, kuzamishwa katika dhahabu (ENEPIG)
Electrolytic Nickel/Dhahabu
Usawazishaji wa solder ya hewa moto (HASL)
Kiwango cha Solder Hewa (HASL), kinachojulikana kama bati la kunyunyizia, ni mchakato wa matibabu ya uso ambao hutumiwa kwa kawaida na wa bei nafuu. Imegawanywa katika bure bati la kunyunyuzia na bati la dawa ya risasi.
Maisha ya rafu ya PCB yanaweza kufikia miezi 12, na joto la mchakato wa 250 ℃ na unene wa matibabu ya uso wa 1-40um.
Mchakato wa kunyunyizia bati unahusisha kuzamisha bodi ya mzunguko katika kuyeyuka solder (bati/lead) kufunika uso wa shaba wazi kwenye PCB. PCB inapoacha solder iliyoyeyuka, hewa moto yenye shinikizo la juu hupuliza uso kwa kisu cha hewa, na kusababisha solder kuweka gorofa na kuondoa solder iliyozidi.
Mchakato wa kunyunyizia bati unahitaji ustadi wa halijoto ya kulehemu, joto la blade, shinikizo la blade, wakati wa kulehemu wa kuzamishwa, kasi ya kuinua, nk Hakikisha kwamba PCB imetumbukizwa kabisa kwenye solder iliyoyeyuka, na kisu cha hewa kinaweza kulipua solder kabla ya kuganda. Shinikizo la kisu cha hewa linaweza kupunguza meniscus kwenye uso wa shaba na kuzuia madaraja ya solder.
Usawazishaji wa solder ya hewa moto (HASL)
faida:
Muda mrefu rafu maisha
Weldability nzuri
Upinzani wa kutu na oxidation
Ukaguzi wa kuona unawezekana
Hasara:
Ukosefu wa usawa wa uso
Haifai kwa vifaa vilivyo na nafasi ndogo
Rahisi kutengeneza shanga za bati
Deformation inayosababishwa na joto la juu
Siofaa kwa ajili ya electroplating kupitia mashimo
Uzamishaji wa bati (ImSn)
Tin ya Kuzamisha (ImSn) ni mipako ya chuma iliyowekwa kupitia mmenyuko wa kemikali, inayotumika moja kwa moja kwenye msingi wa chuma (yaani shaba) ya bodi ya mzunguko, ambayo inaweza kukidhi mahitaji ya vipengele vidogo vya lami kwa usawa wa uso wa PCB.
Uwekaji wa bati unaweza kulinda shaba ya msingi kutokana na oxidation wakati wa maisha ya rafu ya miezi 3-6. Kwa kuwa solder yote inategemea bati, safu ya uwekaji wa bati inaweza kuendana na aina yoyote ya solder. Baada ya kuongeza viungio vya kikaboni kwenye suluhisho la kuzamishwa kwa bati, muundo wa safu ya bati huwa punjepunje, kushinda shida zinazosababishwa na sharubu za bati na uhamiaji wa bati, huku pia ikiwa na nzuri ya joto utulivu na weldability.
Joto la mchakato wa utuaji wa bati ni 50 ℃, na unene wa matibabu ya uso ni 0.8-1.2um. PCB ambayo inafaa kwa uunganisho kwa njia ya kufinya, kama vile ubao wa nyuma wa mawasiliano.
Uzamishaji wa bati (ImSn)
faida:
Inafaa kwa nafasi ndogo/BGA
Ulaini mzuri wa uso
Inaendana na RoHS
Weldability nzuri
Utulivu mzuri
Hasara:
Rahisi kuchafuliwa
Masharubu ya bati yanaweza kusababisha mzunguko mfupi
Upimaji wa umeme unahitaji probes laini
Haifai kwa swichi za mawasiliano
Inababu hadi safu ya mask ya solder
Dhahabu ya nikeli ya kemikali (dhahabu ya kuzamishwa) (ENIG)
Dhahabu ya Kemikali ya Nikeli ya Kuzamishwa (ENIG) inaweza kukidhi usawa wa uso na mahitaji ya usindikaji bila risasi ya PCB kwa vifaa vidogo vya lami (BGA na μ BGA).
ENIG ina tabaka mbili za mipako ya chuma, na nikeli iliyowekwa kwenye uso wa shaba kupitia michakato ya kemikali na kisha kufunikwa na atomi za dhahabu kupitia athari za kuhama. Unene wa nickel ni 3-6 μ m, na unene wa dhahabu ni 0.05-0.1 μ m. Nickel hufanya kama kizuizi kwa shaba na ni uso ambao vipengele vinauzwa. Jukumu la dhahabu ni kuzuia oxidation ya nikeli wakati wa kuhifadhi, na maisha ya rafu ya takriban mwaka mmoja, na inaweza kuhakikisha gorofa ya uso bora.
Mchakato wa kuzamishwa kwa dhahabu hutumiwa sana katika bodi zenye msongamano wa juu, mbao ngumu za kawaida, na bodi laini, zenye kutegemewa kwa juu na usaidizi wa kuunganisha waya kwa kutumia waya za alumini. Inatumika sana katika tasnia kama vile watumiaji, mawasiliano/kompyuta, anga na huduma ya afya.
Dhahabu ya Kemikali ya Nickel (ENIG)
faida:
Muda mrefu rafu maisha
Ubao wa msongamano mkubwa (μ BGA)
Kuunganisha waya za alumini
Uso wa juu gorofa
Yanafaa kwa ajili ya mashimo ya electroplating
Hasara:
bei ghali
Kupungua kwa ishara za RF
Haiwezi kufanya kazi tena
Pedi nyeusi/nikeli nyeusi
Mchakato wa usindikaji ni ngumu
Vihifadhi Vinavyoweza Kuuzwa Kikaboni (OSP)
Vihifadhi vya Kutengemaa kwa Kikaboni (OSP) ni tabaka nyembamba sana za kinga za nyenzo zinazotumiwa kwa shaba iliyofunuliwa ili kulinda uso wa shaba kutokana na oxidation.
Filamu za kikaboni zina sifa kama vile upinzani wa oksidi, upinzani wa mshtuko wa joto, na upinzani wa unyevu, ambayo inaweza kulinda nyuso za shaba kutokana na oxidation au sulfuri katika hali ya kawaida. Katika mchakato wa kulehemu baada ya joto la juu, filamu ya kikaboni huondolewa kwa urahisi na mtiririko, na kusababisha uso safi wa shaba kushikamana mara moja na iliyoyeyuka. solder, kutengeneza kiungo chenye nguvu cha solder kwa muda mfupi sana.
OSP ni kiwanja cha kikaboni kilicho na maji ambacho kinaweza kuunganisha kwa shaba ili kulinda uso wa shaba kabla ya kulehemu. Ikilinganishwa na michakato mingine ya matibabu ya uso bila risasi, ni rafiki wa mazingira kwa sababu michakato mingine ya matibabu ya uso inaweza kuwa na sumu au matumizi ya juu ya nishati.
Vihifadhi Vinavyoweza Kuuzwa Kikaboni (OSP)
faida:
Rahisi na nafuu
Kuongoza ulinzi wa mazingira bila malipo
Uso laini
Kuunganisha kwa waya
Hasara:
Haifai kwa PTH
Maisha mafupi ya rafu
Sio rahisi kwa ukaguzi wa kuona na umeme
Ratiba za ICT zinaweza kuharibu PCB
Fedha ya Kemikali (ImAg)
Fedha ya kuzamishwa (ImAg) ni mchakato wa kuweka shaba moja kwa moja na safu ya fedha tupu kwa kuzamisha PCB katika umwagaji wa ioni ya fedha kupitia majibu ya kuhama. Fedha ina mali ya kemikali thabiti. PCB iliyochakatwa kupitia teknolojia ya kuzamishwa kwa fedha inaweza kudumisha umeme na uuzwaji mzuri hata inapokabiliwa na joto, unyevunyevu na mazingira chafu, na hata ikiwa uso utapoteza mng'ao wake.
Wakati mwingine, ili kuzuia fedha kutokana na kuguswa na sulfidi katika mazingira, uwekaji wa fedha unajumuishwa na mipako ya OSP. Kwa matumizi mengi, fedha inaweza kuchukua nafasi ya dhahabu. Ikiwa hutaki kutambulisha nyenzo za sumaku (nikeli) kwenye PCB, unaweza kuchagua kutumia uwekaji fedha.
Unene wa uso wa utuaji wa fedha ni 0.12-0.40 μ m, na maisha ya rafu ni miezi 6 hadi 12. Mchakato wa kuweka fedha ni nyeti kwa usafi wa uso wakati wa usindikaji, na ni muhimu kuhakikisha kuwa mchakato mzima wa uzalishaji hausababishi uchafuzi wa uso wa utuaji wa fedha. Mchakato wa uwekaji fedha unafaa kwa programu kama vile PCB, swichi za filamu nyembamba na uunganisho wa waya wa alumini unaohitaji ulinzi wa EMI.
Fedha Inayozama (ImAg)
faida:
Uso mzuri wa gorofa
Weldability ya juu
Utulivu mzuri
Utendaji mzuri wa kinga
Inafaa kwa kuunganisha waya za alumini
Hasara:
Nyeti kwa uchafuzi wa mazingira
Rahisi kupitia electromigration
Masharubu ya chuma ya fedha
Dirisha fupi la kusanyiko baada ya kufungua
Ugumu katika kupima umeme
Uwekaji wa nikeli kwa kemikali, uwekaji wa kemikali wa paladiamu, kuzamishwa katika dhahabu (ENEPIG)
Ikilinganishwa na ENIG, ENEPIG ina safu ya ziada ya palladium kati ya nikeli na dhahabu, ambayo inalinda zaidi safu ya nikeli kutokana na kutu na kuzuia pedi nyeusi zinazowezekana wakati wa matibabu ya uso wa ENIG, na hivyo kutoa faida katika ulaini wa uso. Unene wa utuaji wa nikeli ni karibu 3-6 μ m, unene wa palladium ni karibu 0.1-0.5 μ m, na unene wa dhahabu ni 0.02-0.1 μ m. Ingawa unene wa safu ya dhahabu ni nyembamba kuliko ENIG, ni ghali zaidi.
Muundo wa safu ya dhahabu ya shaba ya nikeli palladium inaweza kuunganishwa moja kwa moja kwenye safu ya mchovyo. Safu ya mwisho ya dhahabu ni nyembamba sana na laini, na uharibifu mkubwa wa mitambo au scratches ya kina inaweza kufichua safu ya palladium.
Uwekaji wa nikeli kwa kemikali, uwekaji wa kemikali wa paladiamu, kuzamishwa katika dhahabu (ENEPIG)
faida:
Uso wa gorofa sana
Kuunganisha kwa waya
Inaweza kuuzwa tena mara kadhaa
Kuegemea juu ya viungo vya solder
Muda mrefu rafu maisha
Hasara:
bei ghali
Uunganishaji wa waya wa dhahabu sio wa kutegemewa kama uunganishaji laini wa dhahabu
Rahisi kutengeneza shanga za bati
Mchakato mkali
Ni ngumu kudhibiti mchakato wa usindikaji
Electrolytic Nickel/Dhahabu
Dhahabu ya nikeli ya umeme imegawanywa katika "dhahabu ngumu" na "dhahabu laini".
Dhahabu ngumu ina usafi mdogo (99.6%) na hutumiwa kwa vidole vya dhahabu (Viunganishi vya makali ya PCB), waasiliani wa PCB, au sehemu nyinginezo ngumu. Unene wa dhahabu unaweza kutofautiana kulingana na mahitaji.
Dhahabu laini ni safi zaidi (99.9%) na hutumiwa kwa kuunganisha waya.
Dhahabu ngumu ya electrolytic
Dhahabu ngumu ni aloi ya dhahabu iliyo na cobalt, nikeli au tata za chuma. Nikeli ya mkazo wa chini hutumiwa kati ya kuweka dhahabu na shaba. Dhahabu ngumu inafaa kwa vipengee vinavyotumiwa mara kwa mara na ambavyo vina uwezekano mkubwa wa kuchakaa, kama vile bodi za wabebaji, vidole vya dhahabu na pedi za vitufe.
Unene wa matibabu ya uso wa dhahabu ngumu unaweza kutofautiana kulingana na programu. Unene wa juu unaopendekezwa kwa IPC unaoweza kulehemu ni 17.8 μ in, 25 μ katika dhahabu na 100 μ katika nikeli kwa matumizi ya IPC1 na Daraja la 2, na 50 μ katika dhahabu na 100 μ katika nikeli kwa matumizi ya IPC3.
Dhahabu laini ya elektroliti
Hutumiwa hasa kwa PCB ambayo inahitaji uunganisho wa waya na uwezo wa juu wa kuuzwa, viungo laini vya kutengenezea dhahabu ni salama zaidi ikilinganishwa na dhahabu ngumu.
Matibabu laini ya uso wa dhahabu ya elektroliti
Electrolytic Nickel/Dhahabu
faida:
Muda mrefu rafu maisha
Kuegemea juu ya viungo vya solder
Uso wa kudumu
Hasara:
Ghali sana
Kidole cha dhahabu kinahitaji wiring ya ziada ya conductive kwenye ubao
Dhahabu ngumu ina weldability duni
03
Jinsi ya kuchagua mchakato wa matibabu ya uso wa PCB?
Mchakato wa matibabu ya uso wa PCB utaathiri moja kwa moja pato, rework wingi, kiwango cha kutofaulu kwenye tovuti, uwezo wa kupima, na kiwango cha chakavu. Kwa ubora na utendaji wa bidhaa ya mwisho, ni muhimu kuchagua mchakato wa matibabu ya uso ambayo inakidhi mahitaji ya kubuni. Katika uhandisi, mitazamo ifuatayo inaweza kuzingatiwa:
Utulivu wa pedi
Ulaini wa pedi za solder huathiri moja kwa moja ubora wa soldering wa PCBA, hasa wakati kuna BGA kubwa kiasi au lami ndogo μ BGA kwenye ubao, ENIG, ENEPIG, na OSP inaweza kuchaguliwa wakati safu ya kinga kwenye uso wa pedi ya solder inahitaji kuwa nyembamba na sare.
Solderability na Wettability
Uuzwaji daima ni jambo muhimu kwa PCB. Wakati wa kukidhi mahitaji mengine, inashauriwa kuchagua mchakato wa matibabu ya uso na solderability ya juu ili kuhakikisha mavuno ya soldering reflow.
Mzunguko wa kulehemu
Je, PCB inahitaji kuuzwa au kufanyiwa kazi mara ngapi? Mchakato wa matibabu ya uso wa OSP haufai kwa rework zaidi ya mara mbili. Kwa wakati huu, michakato ya mchanganyiko wa matibabu ya uso kama vile kuzamishwa kwa dhahabu na OSP pia itachaguliwa. Hivi sasa, bidhaa za elektroniki za hali ya juu kama vile simu mahiri zitachagua mchakato huu wa matibabu.
Ufuatiliaji wa RoHS
Kipengele cha kuongoza katika PCBA hasa hutoka kwa pini za sehemu, Pedi za PCB, na solder. Ili kuzingatia kanuni za ROHS, mbinu ya matibabu ya uso ya PCB lazima pia izingatie viwango vya ROHS. Kwa mfano, ENIG, bati, fedha na OSP zote zinatii viwango vya ROHS.
Kuunganishwa kwa chuma
Iwapo uunganisho wa waya wa dhahabu au alumini unahitajika, unaweza kuwa ENIG, ENEPIG na dhahabu laini ya elektroliti pekee.
Kuegemea kwa viungo vya solder
Mchakato wa matibabu ya uso wa PCB pia unaweza kuathiri mwisho ubora wa soldering wa PCBA. Ikiwa viungo vya kuegemea vya juu vinahitajika, matumizi ya dhahabu ya kuzamishwa au mchakato wa dhahabu ya nickel palladium inaweza kuchaguliwa.
