Zalety i wady wykończenia powierzchni PCB

Wykończenia powierzchni można klasyfikować na wiele różnych sposobów. W tym artykule omówiono główne atrybuty wykończenia powierzchni PCB i wymagania różnych typów produktów PCB. Omówiono zalety i wady każdego typu. Aby określić odpowiednie wykończenie powierzchni dla projektu PCB, można zapoznać się z poniższą tabelą.

ENTEC 106(r)

Jednym z najczęściej stosowanych wykończeń powierzchni w przemyśle PCB jest ENEPIG. Jest to dwuwarstwowa powłoka metaliczna składająca się z 2-8 min Au na 120-240 min Ni. Nikiel działa jako bariera dla miedzi na powierzchni PCB. Złoto chroni nikiel przed korozją podczas przechowywania i zapewnia niską rezystancję styku. ENIG jest często opłacalnym wyborem dla PCB, ale ważne jest, aby stosować odpowiednie procedury aplikacji.

Zalety i wady galwanicznego złota nad niklem elektrolitycznym (ESN) to przede wszystkim opłacalność i łatwość powlekania. Złoto galwaniczne na niklu elektrolitycznym jest bardzo trwałe i ma długi okres trwałości. Jednak galwaniczne złoto na niklu ma wyższą cenę niż inne wykończenia. Ponadto galwanizowane złoto na niklu zakłóca trawienie i należy obchodzić się z nim ostrożnie, aby uniknąć uszkodzeń.

ENEPIG

Wykończenia powierzchni PCB występują w dwóch głównych klasyfikacjach: ENEPIG i ENIG. Niniejszy artykuł przedstawia różnice między tymi dwoma wykończeniami oraz porównuje ich zalety i wady. Omówiono również, kiedy należy używać każdego z nich.

Wykończenie powierzchni ENIG to trójwarstwowe, spajane wykończenie metaliczne. W przeszłości materiał ten był stosowany głównie na płytkach PCB z funkcjonalnymi połączeniami powierzchniowymi i wysokimi wymaganiami dotyczącymi trwałości. Jednak wysoki koszt palladu i wymóg oddzielnej linii produkcyjnej doprowadziły do niepowodzenia tego materiału. W ostatnich latach materiał ten jednak powrócił. Jego właściwości wysokoczęstotliwościowe sprawiają, że jest to doskonały wybór do zastosowań o wysokiej częstotliwości.

W porównaniu do ENIG, ENEPIG wykorzystuje dodatkową warstwę palladu pomiędzy warstwami złota i niklu. Chroni to warstwę niklu przed utlenianiem i pomaga zapobiegać problemowi czarnych poduszek. Ponieważ ceny palladu ostatnio spadły, ENEPIG jest obecnie szeroko dostępny. Oferuje on te same korzyści co ENIG, ale jest bardziej kompatybilny z łączeniem drutowym. Proces ten jest jednak bardziej złożony, wymaga dodatkowych nakładów pracy i może być kosztowny.

HASL

Klasyfikacja HASL wykończenia powierzchni PCB zapewnia doskonałą lutowność i jest w stanie pomieścić wiele cykli termicznych. To wykończenie powierzchni było wcześniej standardem branżowym, ale wprowadzenie norm RoHS wymusiło jego niezgodność. Alternatywą dla HASL jest bezołowiowy HASL, który jest bardziej przyjazny dla środowiska, bezpieczniejszy i lepiej dostosowany do dyrektywy.

Wykończenie powierzchni PCB ma kluczowe znaczenie dla niezawodności i kompatybilności. Odpowiednie wykończenie powierzchni może zapobiec utlenianiu się warstwy miedzi, co zmniejsza lutowność PCB. Jednak jakość wykończenia powierzchni to tylko jedna część obrazu. Należy wziąć pod uwagę inne aspekty, takie jak koszt produkcji płytki.

Twarde złoto

Istnieje wiele klasyfikacji wykończeń powierzchni PCB, w tym twarde złoto i miękkie złoto. Twarde złoto to stop złota zawierający kompleksy niklu i kobaltu. Ten typ jest używany do złączy krawędziowych i styków PCB i zazwyczaj ma wyższą czystość niż miękkie złoto. Z drugiej strony, miękkie złoto jest zwykle używane do łączenia przewodów. Nadaje się również do lutowania bezołowiowego.

Twarde złoto jest zwykle stosowane do komponentów o wysokiej odporności na zużycie. Jest to rodzaj powłoki stosowanej w układach pamięci RAM. Twarde złoto jest również stosowane na złączach, ale złote palce muszą być oddalone od siebie o 150 mm. Nie zaleca się również umieszczania platerowanych otworów zbyt blisko złotych palców.

Puszka zanurzeniowa

Wykończenie powierzchni PCB jest krytycznym procesem pomiędzy produkcją płytek PCB a montażem kart obwodów drukowanych. Odgrywają one ważną rolę w utrzymaniu odsłoniętych obwodów miedzianych i zapewnieniu gładkiej powierzchni do lutowania. Zazwyczaj wykończenie powierzchni PCB znajduje się na najbardziej zewnętrznej warstwie PCB, nad miedzią. Warstwa ta działa jak "powłoka" dla miedzi, która zapewnia odpowiednią lutowność. Istnieją dwa rodzaje wykończenia powierzchni PCB: metaliczne i organiczne.

Cyna zanurzeniowa to metaliczne wykończenie, które pokrywa miedź na płytce drukowanej. Jego zaletą jest możliwość łatwej przeróbki w przypadku błędów lutowania. Ma jednak pewne wady. Po pierwsze, może łatwo matowieć i ma krótki okres trwałości. W rezultacie zaleca się stosowanie wykończeń powierzchni PCB cyną zanurzeniową tylko wtedy, gdy masz pewność, że procesy lutowania są dokładne.