Piirilevyn (Printed Circuit Board) pinnan viimeistely viittaa pinnoitteen tai käsittelyn tyyppiin, joka on levitetty levyn pinnalla oleville paljastuneille kuparijäljille ja -tyynyille.Pinnan viimeistely palvelee useita tarkoituksia, kuten suojaa paljastunutta kuparia hapettumiselta, parantaa juotettavuutta ja tarjoaa tasaisen pinnan komponenttien kiinnitystä varten kokoonpanon aikana.Erilaiset pintakäsittelyt tarjoavat vaihtelevan suorituskyvyn, hinnan ja yhteensopivuuden tiettyjen sovellusten kanssa.
Kullaus ja upotuskulta ovat yleisesti käytettyjä prosesseja nykyaikaisessa piirilevytuotannossa.IC:ien lisääntyvän integroinnin ja nastojen määrän kasvaessa pystysuoralla juotosruiskutusprosessilla on vaikeuksia litistää pieniä juotostyynyjä, mikä asettaa haasteita SMT-kokoonpanolle.Lisäksi ruiskutettujen peltilevyjen säilyvyysaika on lyhyt.Kullaus- tai upotuskultaprosessit tarjoavat ratkaisuja näihin ongelmiin.
Pinta-asennustekniikassa, erityisesti erittäin pienissä komponenteissa, kuten 0603 ja 0402, juotostyynyjen tasaisuus vaikuttaa suoraan juotospastan tulostuslaatuun, mikä puolestaan vaikuttaa merkittävästi myöhemmän uudelleenvirtausjuottamisen laatuun.Siksi täysimittaisen kullan tai upotuskullan käyttöä havaitaan usein suuritiheyksissä ja erittäin pienissä pinta-asennusprosesseissa.
Koetuotantovaiheessa levyjä ei usein juoteta heti saapumisen jälkeen komponenttien hankinnan kaltaisten tekijöiden vuoksi.Sen sijaan ne saattavat odottaa viikkoja tai jopa kuukausia ennen käyttöä.Kullattujen ja upotuskullattujen levyjen säilyvyys on paljon pidempi kuin tinattujen levyjen.Näin ollen nämä prosessit ovat edullisia.Kullattujen ja upotuskultaisten PCB-levyjen hinta näytteenottovaiheessa on verrattavissa lyijy-tinaseoslevyjen hintaan.
1. Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG): Tämä on yleinen PCB-pintakäsittelymenetelmä.Siinä levitetään sähkötöntä nikkeliä välikerroksena juotostyynyille, jota seuraa kerros upotuskultaa nikkelin pinnalle.ENIG tarjoaa etuja, kuten hyvän juotettavuuden, tasaisuuden, korroosionkestävyyden ja edullisen juotossuorituskyvyn.Kullan ominaisuudet auttavat myös estämään hapettumista, mikä parantaa pitkäaikaista säilyvyyttä.
2. Hot Air Solder Leveling (HASL): Tämä on toinen yleinen pintakäsittelymenetelmä.HASL-prosessissa juotostyynyt kastetaan sulaan tinaseokseen ja ylimääräinen juote puhalletaan pois kuumalla ilmalla, jolloin jäljelle jää tasainen juotekerros.HASL:n etuja ovat alhaisemmat kustannukset, helppo valmistus ja juottaminen, vaikka sen pinnan tarkkuus ja tasaisuus saattavat olla verrattain alhaisemmat.
3. Kullan galvanointi: Tämä menetelmä sisältää kultakerroksen galvanoinnin juotostyynyille.Kulta on erinomainen sähkönjohtavuudessa ja korroosionkestävyydessä, mikä parantaa juotoksen laatua.Kultaus on kuitenkin yleensä kalliimpaa verrattuna muihin menetelmiin.Sitä käytetään erityisesti kultasormisovelluksessa.
4. Organic Solderability Preservatives (OSP): OSP sisältää orgaanisen suojakerroksen levittämisen juotostyynyihin suojaamaan niitä hapettumiselta.OSP tarjoaa hyvän tasaisuuden, juotettavuuden ja soveltuu kevyisiin sovelluksiin.
5. Upotustina: Upotustina samankaltaisesti kuin upotuskulta, ja siihen kuuluu juotostyynyjen pinnoittaminen tinakerroksella.Upotustina tarjoaa hyvän juotostehon ja on suhteellisen kustannustehokas muihin menetelmiin verrattuna.Korroosionkestävyyden ja pitkäaikaisen vakauden suhteen se ei kuitenkaan välttämättä eroa yhtä paljon kuin upotuskulta.
6. Nikkeli/kultapinnoitus: Tämä menetelmä on samanlainen kuin upotuskulta, mutta kemiallisen nikkelin jälkeen pinnoitetaan kuparikerros, jota seuraa metallointikäsittely.Tämä lähestymistapa tarjoaa hyvän johtavuuden ja korroosionkestävyyden, mikä sopii korkean suorituskyvyn sovelluksiin.
7. Hopeapinnoitus: Hopeapinnoitus sisältää juotostyynyjen pinnoittamisen hopeakerroksella.Hopealla on erinomainen johtavuus, mutta se saattaa hapettua joutuessaan alttiiksi ilmalle, mikä yleensä vaatii lisäsuojakerroksen.
8. Kovakullaus: Tätä menetelmää käytetään liittimissä tai pistorasian kosketuspisteissä, jotka vaativat usein työntämistä ja poistamista.Paksumpi kultakerros levitetään kulutuskestävyyden ja korroosionkestävyyden takaamiseksi.
Erot kullan ja upotuskullan välillä:
1. Kullauksella ja upotuskullalla muodostettu kiderakenne on erilainen.Kullauksella on ohuempi kultakerros verrattuna upotettuun kultaan.Kultaus on yleensä keltaisempaa kuin upotuskulta, mikä asiakkaiden mielestä on tyydyttävämpää.
2. Upotuskullalla on paremmat juotosominaisuudet kuin kullalla, mikä vähentää juotosvirheitä ja asiakkaiden valituksia.Upotuskultalevyillä on paremmin hallittavissa oleva jännitys ja ne sopivat paremmin liimausprosesseihin.Pehmeämmän luonteensa vuoksi upotuskulta on kuitenkin vähemmän kestävää kultasormille.
3. Upotuskulta pinnoittaa vain nikkeli-kultaa juotostyynyille, mikä ei vaikuta signaalin siirtoon kuparikerroksissa, kun taas kullan pinnoitus voi vaikuttaa signaalin lähetykseen.
4. Kovakullauksella on tiheämpi kiderakenne verrattuna immersiokultaan, mikä tekee siitä vähemmän alttiita hapettumiselle.Upotuskullassa on ohuempi kultakerros, mikä saattaa mahdollistaa nikkelin leviämisen ulos.
5. Upotuskulta ei todennäköisesti aiheuta johtooikosulkuja suuritiheyksissä malleissa kuin kullattu.
6. Upotuskullalla on parempi adheesio juotosesteen ja kuparikerrosten välillä, mikä ei vaikuta etäisyyksiin kompensointiprosessien aikana.
7. Upotuskultaa käytetään usein korkeamman kysynnän levyissä sen paremman tasaisuuden vuoksi.Kullauksella vältetään yleensä mustan tyynyn kokoonpanon jälkeinen ilmiö.Upotuskultalevyjen tasaisuus ja säilyvyys ovat yhtä hyvät kuin kullattujen levyjen.
Sopivan pintakäsittelymenetelmän valinta edellyttää sellaisten tekijöiden huomioon ottamista, kuten sähköinen suorituskyky, korroosionkestävyys, hinta ja käyttövaatimukset.Erikoisolosuhteista riippuen voidaan valita sopivat pintakäsittelyprosessit suunnittelukriteerien mukaan.
Postitusaika: 18.8.2023
