HASL vs ENIG: Miten valita oikea PCB-pinnankäsittely menetelmä projektiisi

Johdanto

PCB:n pintakäsittelyprosessi voi paitsi maksimoida painetun piirilevyn (PCB) juottavuuden ja yleisominaisuudet, myös muodostaa suojakerroksen estämällä PCB:n kuparien hapettumista ja korroosiota. Se voi lisäksi tehokkaasti pidentää PCB:n kokonaiskäyttöikää ja taata lopulta, että toimitetut PCB-tuotteet täyttävät teollisuuden asettamat asianmukaiset standardit. Nykyisessä teollisuudessa on olemassa lukuisia pintakäsittelymenetelmiä, joista Hot Air Solder Leveling (HASL) ja Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG) ovat kaksi keskeistä tekniikkaa, joilla on laajin sovellusala ja suurin käyttötiheys. Molemmilla prosesseilla on omat etunsa ja haittansa. Tässä oppaassa tarkastellaan järjestelmällisesti kuumailmajuotteen (HASL) ja kemiallisen nikkelimmersiokullan (ENIG) kahden prosessin keskeisiä eroja, teknisiä ominaisuuksia ja sovellusominaisuuksia. Lopullisena tavoitteena on tarjota sinulle selkeä vertailuperusta, joka auttaa sinua valitsemaan tarkan mukaan tarkimman PCB-pintakäsittelyprosessin erityisvaatimuksiesi perusteella PCB-suunnittelussa ja valmistuksessa.

Pinnankarheuden merkitys PCB-suunnittelussa ja valmistuksessa

Pintakäsittelyllä on keskeinen rooli painetun piirilevyn (PCB) suunnittelussa ja valmistusprosesseissa. Tämä prosessi suojelee tehokkaasti PCB:n paljastuneita kuparipaddeja hapettumiselta estämällä niiden suoran kosketuksen ilman kanssa. Epäasianmukaisen pintakäsittelymenetelmän valinta heikentää suoraan juoteyhteyksien luotettavuutta ja vaikuttaa haitallisesti sähkönjohtavuuteen. Yhtenäinen suojapeite on sovellettava PCB:n pinnalle varmistaakseen korkealaatuisten juoteyhteyksien muodostumisen ja laajentamaan levyn kokonaiseliniän.

Pinnan kiinnitystekniikka (SMT) on yksi elektroniikan valmistuksen keskeisistä prosesseista. Pintakäsittelyprosessit muodostavat kriittisen perustan, joka takaa stabiilin SMT-toiminnan. Nämä prosessit luovat sileät ja tasaiset juotospinnat SMT-sovelluksille, varmistaen mikroelektronisten komponenttien vakaan ja tarkan asettamisen. Siksi oikean pintakäsittelymenetelmän valinta määrittää suoraan PCB-valmistusprosessin lopputuloksen ja vaikuttaa ratkaisevasti levyn laatuun, kokoonpanotehokkuuteen sekä lopullisen tuotteen luotettavuuteen.

Yleiskatsaus PCB:n pintakäsittelyt : Tyypit ja käyttötarkoitukset

On olemassa useita erilaisia PCB:n pintakäsittelyprosesseja, joilla jokaisella on omat etunsa sekä tiettyihin käyttökohteisiin sopivat ominaisuudet. Siksi optimaalisen prosessin valinnassa on otettava huomioon useita tekijöitä, kuten kustannusrajoitukset, säilytysikä, käyttöympäristö, komponenttien välimatkat ja asiaankuuluvat sääntelyvaatimukset.

Yleisimmät pintakäsittelymenetelmät ovat:

1. HASL (kuumailmalla tasattu juotetta)

• Lyijyinen HASL : Perinteisiä lyijy-tiniseosteja käyttäviä prosesseja vähitellen luovutaan, koska ne eivät täytä turvallisuus- ja RoHS-standardivaatimuksia.
• Lyijytön HASL : Tässä prosessissa käytetään tinakuuti- tai tinatarkkupronssi-seoksia, jotka ovat standardiainesosia useimmille uusille piirilevyille.

2. ENIG (elektrooninen nikkeli-immersio kulta)

• Tämä pinnoitustekniikka muodostuu ensin elektrolyysittömän nikkelipinnoituksen kerroksesta, jota seuraa ohut upotuskultakerros. ENIG-menetelmä luo sileän ja tasaisen pinnan, mikä tekee siitä ihanteellisen pintaliitosmenetelmälle (SMT) ja pienille etäisyyksille tarkoitetuille komponenteille.

3. OSP (Organinen juotoskelpoisuuden säilyttäjä)

• OSP on pinnoitustekniikka, joka suojaa kuparia peittämällä sen pinta orgaanisella yhdisteellä ennen ensimmäistä juotosta. Tämä menetelmä on kustannustehokas, mutta sen kestävyys on rajallinen.

4. Upotus-tina

• Upotustina, jota kutsutaan myös valkoiseksi tini-pinnoitteeksi, luo hienon, sileän ja tasaisen pinnan. Se soveltuu hyvin pintaliitosmenetelmään (SMT), mutta sen käyttöikää rajoittaa tinakarvojen riski.

5. Upotus- hopea

• Tämä pinnoitustekniikka on samankaltainen kuin upotustina ja tarjoaa erinomaisen juotoskelpoisuuden sekä hyvät sähköiset ominaisuudet, mutta sen pinta on altis hapettumiselle ja värimuutokselle.

6. Kova kulta (elektrolyyttinen kulta)

• Tätä prosessia käytetään pääasiassa reunaliittimien, kuten "kultasormien", valmistuksessa, ja sillä on erinomainen kulumiskestävyys.

7. ENEPIG (Elektrolyyttinen nikkeli, elektrolyyttinen palladium, upotus kulta)

• Tämä monikerroksinen pintakäsittely tarjoaa ei vain ENIG:n erinomaisen korroosionkestävyyden, vaan tekee siitä myös sopivan langanliitännöille ja juotettaessa.

Tarkempi tarkastelu HASL-pintakäsittelystä

Kuumailmataasoitus (HASL) on yhä yksi käytetyimmistä pintakäsittelymenetelmistä PCB-valmistuksessa. Sitä pidetään ihanteellisena ratkaisuna lukuisiin standardisovelluksiin sen kustannustehokkuuden ja luotettavan suorituskyvyn ansiosta. HASL:n erityisen suosio keskitason matalan kompleksisuuden PCB-suunnittelussa ansaitsee tarkemman tarkastelun, johon syvennyn seuraavaksi.

Mikä on HASL?

Kuumailman tasaus (HASL) on pintakäsittelyprosessi, jota käytetään painettujen piirilevyjen (PCB) valmistuksessa. Prosessin ydin toiminnassa on sulan juotteen kerroksen asettaminen piirilevyn kuparipadelle. Tämä prosessi luo rakenteellisesti vakaan ja luotettavan juottopohjan padien pinnalle, mikä varmistaa seuraavien juottotoimenpiteiden sujuvan toteutumisen. Lisäksi se muodostaa tehokkaan suojakerroksen levyn kupari-pinnoille, estäen suoran kosketuksen ilmakehän hapen kanssa ja näin tehokkaasti estäen piirilevyn hapettumiseen liittyvää heikkenemistä.

Prosessi

• Valmistaa PCB:n puhdistamalla kuparipinnat.
• Levy upotetaan sulan juotteen kylpyyn.
• Kuumailman tasauksella voidaan tehdä juotepinta sileäksi ja varmistaa, että paljastunut kuparikerros peitetään tasaisesti juotteella.
• Levy jäähdytetään ja lähetetään lopulliseen tarkastukseen.

HASL-tyypit

• Lyijyinen HASL : Vaikka tätä prosessia käytetään edelleen joissain maissa ja perinteisissä sovelluksissa, se ei noudata RoHS-standardien määräyksiä.
• Lyijytön HASL : Se on suositeltu pinnoitustekniikka modernien ympäristöystävällisten elektronisten tuotteiden osalta, ja sillä on erittäin laaja sovellusalue.

HASL:n edut ja haitat

Edut:

• HASL tarjoaa merkittäviä kustannusedullisuusetuja muihin pinnoitustekniikoihin verrattuna, mikä tekee siitä ihanteellisen prototyyppeihin ja massatuotantoon.
• HASL tarjoaa erinomaisen juottavuuden läpivirtaaville komponenteille ja suurille SMT-komponenteille.
• Kuumailmataasoitus (HASL) sopii hyvin piirilevyille, joissa ei vaadita korkeaa tasaisuutta tai tiivistä komponenttiasettelua.
• Tämä pinnoitustapa on helppo tarkistaa ja tukee sekä manuaalisia että automatisoituja menetelmiä asennusvirheiden tunnistamiseen.

Haittapuolet:

• HASL ei välttämättä pysty tarjoamaan BGA- ja pienenväisisten pintaliitoskomponenttien vaatimaa sileää, tasalaatuista pintaa.
• Sekä lyijyisellä että lyijyittömällä HASL:llä saattaa olla epätasainen pinnoitteen paksuus ja pinnankarheus.
• Korkean taajuuden tai suorituskyvyn vaativissa sovelluksissa signaalin eheys ja pinnan tasaisuus ovat kriittisiä, ja HASL ei ole optimaalinen pintakäsittelyprosessi piirilevyille.
• Korkeassa lämpötilassa tai kosteissa olosuhteissa HASL-pinnoitteen kestävyys on heikompi verrattuna muihin pintakäsittelyihin.
• Lyijyä sisältävä HASL ei täytä ympäristövaatimuksia, joten sitä vaihdetaan lyijöttömiin vaihtoehtoihin.

Milloin käyttää HASL:ää

• HASL on ideaali kustannustehokkaisiin ratkaisuihin, joissa käytetään suuriporausta ja läpivientikomponentteja eikä vaadita erittäin hienojakoista yhteensopivuutta.
• Jos suunnitelma on prototyyppi tai se asennetaan pian valmistuksen jälkeen, käytä HASL:ää hapettumisen estämiseksi.

HASL ja ENIG: erot ja yhtäläisyydet

Vaikka molemmat prosessit ovat ammattilaisten keskuudessa yleisesti tunnettuja, piirilevyjen suunnittelijoiden tulisi huomioida, että HASL:n ja ENIG:n väliset peruserot näkyvät useilla tasoilla:

• HASL-pinnankäsittely on halvempi kuin ENIG, mutta sen pinnan sileys ei ole yhtä hyvä kuin ENIGillä.
• ENIG:n erinomainen sileys ja korroosionkestävyys tekevät siitä tärkeän materiaalin sovelluksissa, joissa vaaditaan sileää pintaa ja pitkää säilyvyyttä.
• Valinta HASL- ja ENIG-pinnankäsittelyjen välillä riippuu piirilevyn asettelusta, kokoamisprosessista ja sääntelyvaatimuksista.

ENIG-pinnan esittely

Mikä on ENIG?

ENIG on pinnankäsittelyprosessi, jossa kuparille muodostetaan nikkelikerros, jonka jälkeen se upotetaan kultaan. ENIG-pinnankäsittelyä suositaan sen sileän, tasaisen pinnan ja soveltuvuuden ansiosta pienien jalkavälien paketteihin, BGA:han ja HDI-suunnitteluun.

ENIG-prosessi

• Piirilevy siistitään ja käydään mikrokäsittelemässä paljastaakseen uuden kupkerokerroksen.
• Kuperaan nikkeli-pinnoitus muodostaa yhtenmäisen nikkelikerroksen.
• Upotuspintausprosessilla laskeutetaan ohut kerros kultaa nikkelin päälle, mikä estää tehokkaasti hapettumista.

Miksi ENIG tarjoaa paremman suorituskyvyn

• ENIG:n tasainen pinta tekee siitä ihanteellisen pintaliitos- ja juottamisvaatimuksiin, erityisesti pienien jalkavälien komponenteille.
• ENIG-pinnankäsittely tarjoaa erinomaisen korroosionkestävyyden, mikä takaa pidemmän säilyvyyden PCB:lle ja pitää suorituskyvyn vakaana myös vaativissa olosuhteissa.
• ENIG-pinnankäsittely varmistaa paitsi erinomaisen tasaisuuden hitsauspinnalla, myös huippuluokan kestävyyden ja tukee useita juottamis- ja uudelleenkorjausjaksoja.
• ENIG-pinta on RoHS-yhdenmukainen oletuksena.
• Vaikka ENIG-pinnankäsittely saattaa maksaa enemmän kuin kuumailmatasaus (HASL), sijoitus kannattaa monien edistyneiden komponenttivaatimusten osalta tuottavuuden, luotettavuuden ja suorituskyvyn kannalta.

ENIG:n edut ja haitat

Edut:

• ENIG tarjoaa tasaisen, sileän juotospinnan, joka tekee siitä ihanteellisen BGA-, pienenväyläisen SMD- ja HDI-rakenteiden käyttöön.
• Vähennä hautakiven ilmiötä ja avoimia saumakohtia pintaliitosvalmistuksessa.
• ENIG on erittäin kestävä ja sitkeämpi korroosiolle ja hapettumiselle kuin HASL tai OSP.
• Sillä on pitkä säilytysaika ja erinomainen yhteensopivuus nykyaikaisten hitsausprosessien kanssa.
• Lyijysaastumisen vaaraa ei ole, ja se noudattaa aina RoHS-standardeja.

Haittapuolet:

• ENIG on kalliimpi kuin muut pintakäsittelyprosessit, erityisesti verrattuna HASL:iin.
• Jos arvostettu PCB-valmistaja ei käsittele sitä, voi esiintyä "musta pohja" -virhettä.
• Kullan kerroksen haurauden ja prosessin monimutkaisuuden vuoksi sen uudelleenkorjattavuus ei ehkä ole yhtä hyvä kuin HASL:lla.

Milloin käyttää ENIG:ää

• PIR-suunnittelijoiden tulisi määrittää ENIG-pintakäsittely käsiteltäessä pienikantoisia komponentteja, BGA-pakkauksia, HDI-kortteja tai herkkiä analogisia/RF-sovelluksia, koska nämä suunnitteluskenaariot edellyttävät korkealaatuista pintatoimintaa ja tarkkuutta.
• ENIG on paras vaihtoehto, kun tarvitset pitkän elinkaaren omaavaa PIR-korttia, vakaiden kiinnitysominaisuuksien ja ympäristövaatimusten noudattamista.
• Oikean PCB:n pintakäsittelyn valinta on ratkaisevan tärkeää kytkentälevyn suorituskyvyn ja sovellustehokkuuden kannalta. Vaikka ENIG voi olla kalliimpi verrattuna HASL:iin, sen erinomainen pitkän aikavälin luotettavuus tekee siitä suositun menetelmän ilmailu-, lääketekniikka-, telekommunikaatio- ja korkealuokkaisissa kuluttajaelektroniikkateollisuudessa.

ENIG:n edut

• Tämä prosessi takaa erittäin sileän pinnan ja mahdollistaa erittäin tarkan asettelun.
• Tämä prosessi varmistaa SMT-asennuksen luotettavuuden ja vähentää juotosten virheiden riskiä.
• ENIG-pintakäsittelyprosessit tuottavat sileät, yhtenäiset pinnat, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä signaalin eheyden varmistamiseksi nopeissa piireissä sekä signaalin häviämisen ja heijastumisen minimoimiseksi.
• ENIG-pintakäsittely soveltuu myös langanliitosprosesseihin ja reunaliirosovelluksiin, joissa vaaditaan kultapinnoitusta.
• ENIG-pinnakäsittely on erittäin yhteensopiva automaattisen optisen tarkastuksen (AOI) kanssa, koska sen pinnan sileys ja heijastavuus tekevät siitä helpommin havaittavan hitsausvirheitä.

HASL vs. ENIG: Yksityiskohtainen vertailu

HASL- ja ENIG-pinnakäsittelyprosessien valinta edellyttää monipuolista harkintaa useiden tekijöiden suhteen, kuten PCB:n suoritusvaatimusten, projektibudjetin rajoitusten, käytännön kokoonpanoprosessien ja lopputuotteen käyttökohteiden osalta. Esitämme nyt yksityiskohtaisen vertailuanalyysin näistä kahdesta prosessista:

Tärkeimmät erot HASL- ja ENIG-menetelmien välillä:

• HASL-teknologiaa käytetään yleensä, kun kustannus on ensisijainen kriteeri ja tasaisuus on vähemmän tärkeää.
• ENIG on pintakäsittelyprosessi, joka tuottaa sileän, tasaisen pinnan soveltuvaksi tiheään asennukseen.
• HASL-menetelmä tarjoaa paremman uudelleenjalostuksen mahdollisuuden, kun taas ENIG tarjoaa paremman juottamissuorituskyvyn pienille tai herkille osille.
• Vaikka ENIG on kalliimpi kuin HASL, se on epäilemättä paras vaihtoehto monissa sovelluksissa, erityisesti niissä, joissa vaaditaan pitkää käyttöikää ja luotettavuutta.
• ENIG tunnetaan yhteensopivuudestaan ja erinomaisesta suorituskyvystä, mikä tekee siitä suositun valinnan nykyaikaisessa PCB-suunnittelussa ja -valmistuksessa kehittyneisiin, pitkäikäisiin tai maailmanlaajuisesti levitettyihin tuotteisiin.

Muut PCB-projektien pintakäsittelyvaihtoehdot

Vaikka suurin osa suunnittelijoista valitsee yleensä HASL:n ja ENIG:n välillä, PCB-pintakäsittelyprosesseille on olemassa monia muita vaihtoehtoja:

• Ospi : Tämä prosessi on kustannustehokas tietyissä SMT-asennuksissa, erityisesti pienien sarjojen nopeaan asentamiseen sopiva.
• Immersiotina : Tämä prosessi täyttää vaatimukset sileälle pinnalle ja lyijyttömälle prosessille, mutta sen säilytysaika on lyhyempi.
• Upotus hopea : Tämä prosessi soveltuu hyvin korkean nopeuden ja taajuuden sovelluksiin, mutta sen varastointi- ja käsittelyolosuhteet edellyttävät tiukkaa hallintaa.
• Kova kulta (elektrolyyttinen) : Tätä prosessia käytetään usein reunalihdoina sen kulutuskestävyyden vuoksi, mutta sen tarkoituksena ei ensisijaisesti ole tarjota juotoskelpoisuutta.
• ENEPIG : Tämä prosessi lisää paladiumikerroksen ENIG-perustaan, parantaen entisestään sen etuja ja eliminoimalla mustapadde-riskin, mikä tekee siitä ihanteellisen valinnan sotilas- tai lääkintälaitteisiin.

Tietyissä erityistilanteissa nämä vaihtoehtoiset menetelmät voivat olla paras vaihtoehto, ja suunnittelijoiden tulisi neuvotella luotettavien PCB-valmistajien kanssa arvioidakseen kaikki mahdolliset vaihtoehdot perusteellisesti.

Näkökohdat, joita tulisi harkita valittaessa oikeaa PCB:n pintakäsittelyä

Seuraavat keskeiset parametrit on huomioitava valittaessa sopivaa piirilevyn pintakäsittelymenetelmää:

• PCB-suunnittelun ominaisuudet : Optimaalinen PCB:n pintakäsittelyratkaisu riippuu kolmesta keskeisestä teknisestä tekijästä: liitinalueiden välimatka, reiän sisäinen viaprosessi ja BGA-tyyppisten mikropallokomponenttien käyttö.
• Kokoontumisprosessi : Pinnalle asennettava teknologia, uudelleenliuosoldutusprosessi ja mahdolliset korjaustyön vaatimukset.
• Sääntelyjen noudattaminen : Onko tuotteen noudatettava RoHS-, REACH- tai IPC Level 2/3 -standardeja?
• Tuotantomäärä ja aikataulu : Kustannukset kappaleelta ja kuinka kauan levyjä säilytetään kokoonpanoa edeltävänä aikana.
• Käyttöympäristö : Kosteus, lämpötila, värähtely ja mahdolliset kenttäkorjaukset.
• Odotettu elinajanpituus : Tulostettujen piirilevyjen käyttöikä, erityisesti kriittisiin teollisiin, autoteollisuuden tai avaruustekniikan järjestelmiin.
• Kustannusrajoitteet : Etsi tuote, jolla on paras hinta-laatusuhde, tinkimättä välttämättömästä laadusta tai vaatimustenmukaisuudesta.
• Toimittajan asiantuntemus : Valintamahdollisuutesi saattavat olla rajoitettuja valmistuskapasiteettien ja prosessihallinnan tasojen (erityisesti ENIG:n osalta) vuoksi.

Vinkkejä oikean pintakäsittelyn valintaan projektiisi

• Konsultoi varhain valmistajien kanssa : Jotkut PCB-valmistajat ovat osoittaneet osaamisensa ENIG:ssä, kun taas toiset voivat suositella HASL:ää, OSP:tä tai ENEPIG:iä riippuen suunnitteluprioriteeteistasi.
• Arvioi prototyyppituloksia : Pienillä erillä tehtiin kokeiluja HASL- ja ENIG-pintakäsittelyprosesseilla tarkistaakseen hitsauslaadun, ulkonäköviat ja pitkäaikaisen hapettumisen.
• Priorisoi määräysten noudattaminen ja kestävyys : Maailmanlaajuisiin, lääketieteellisiin, automaati- tai ilmailuprojekteihin ENIG- ja ENEPIG-pintakäsittelyt ovat usein paras vaihtoehto, koska niiden kokonaissuorituskyky on merkittävästi parempi kuin HASL:llä ja OSP:llä.
• Painottele kustannusten ja tasaisuuden tasapainoa : Yksinkertaisiin, alhaisen tiheyden prototyyppeihin HASL on ihanteellinen ja kustannustehokas vaihtoehto; korkean arvon, pienenvälisiin tai pitkäikäisiin tuotteisiin ENIG-prosessiin tehtävä lisäpanostus tulee välttämättömäksi valinnaksi tuotteen luotettavuuden varmistamiseksi.
• Ota huomioon varastointi ja logistiikka : Jos PCB:tä on säilytettävä kauan ennen asennusta, vältä OSP:n ja HASL:n käyttöä; valitse sen sijaan ENIG-prosessi, joka tarjoaa pitkäaikaista suojausta hapettumiselta ja varmistaa juottavuuden.
• Pyydä sertifikaatteja : Kriittisissä sovelluksissa on olennaista saada määräystenmukaisuussertifikaatit, hyllypitoajan testitiedot ja prosessin ohjausasiakirjat —erityisesti ENIG (joka on keskeinen laadunvalvontavaihe mustan patjan ongelmien ehkäisemisessä).
• Käytä visuaalisia ja automatisoituja tarkastustietoja : Suurmittakaavaisessa valmistuksessa tulisi hyödyntää täysimääräisesti ENIG:n yhteensopivuutta automaattisen optisen tarkastuksen kanssa saavuttaakseen massatuotannon.

Pinnankäsittelyjen suuntaukset painetulle piirilevylle

• Miniatyrisointi ja hienojakoisten komponenttien hallinta : Kun suunnittelijat pyrkivät edelleen korkeampiin integrointitasoihin, ENIG ja ENEPIG ovat välttämättömiä valintoja huippuunsa kehitetyille piirilevyille niiden erinomaisen suorituskyvyn vuoksi.
• Ympäristösäädökset ja kestävä kehitys : Lyijyllisiä HASL-menetelmiä vähennetään kiihtyvällä tahdilla kaikkialla maailmassa. ENIG ja muut lyijättömät pinnankäsittelymenetelmät ovat nykyisin vallitsevia kaikilla markkinoilla.
• Automaattisen tarkastuksen parannukset : Automatisoidun optisen tarkastuksen (AOI) ja röntgensäteilyn juotosliitosten tarkastuksen laajenevan käytön myötä on asetettu tiukemmat vaatimukset piirilevyjen pinnan tasaisuudelle ja heijastavuudelle, mikä on toinen syy ENIG-pinnankäsittelyn kasvavaan suosioon.
• Luotettavuuden korostaminen pelkän hinnan sijaan koska elektroniset laitteet tunkeutuvat kaikille aloille, liikenteestä implantteihin, ihmisten keskittyminen siirtyy yksinkertaisesta hinnasta elinkauteen, huollettavuuteen ja käyttäjän turvallisuuteen.

Usein kysyttyjä kysymyksiä HASL:stä ja ENIG:stä

K: Mikä on etuja ja haittoja valittaessa HASL:n ja ENIG:n välillä?

V: HASL-menetelmä on edullinen ja joustava, mutta sillä on rajoituksia tarkkatoleranssisten komponenttien ja eliniän suhteen. ENIG-menetelmä puolestaan tarjoaa tasaisen, luotettavan ja ympäristöystävällisen pinnan, mutta se on kalliimpi ja vaatii kokemusta omaavia valmistajia.

K: Milloin tulisi käyttää HASL:ää tai ENIG:ää?

V: HASL-menetelmä sopii prototypointiin, pienoisseriovalmistukseen ja tilauksiin, joissa budjetti on korkeampi. ENIG-menetelmä sopii tiheästi integroituun tuotteisiin, pitkävarastoitumisajan tuotteisiin tai säädösten mukaisiin tuotteisiin.

K: Voiko pintakäsittely vaikuttaa PCB-piirilevyn sähköiseen suorituskykyyn?

V: Kyllä, pintakäsittely vaikuttaa juottavuuteen, signaalihäviöön, impedanssin sovittamiseen, hapettumiseen ja tulostetun piirilevyn yleislaatuun. Verrattuna HASL-käsittelyyn ENIG-soveltuu erityisesti korkean nopeuden ja tarkan tarkkuuden piireihin.

K: Onko ENIG aina paras valinta kaikissa piirilevyprojekteissa?

V: Vaikka ENIG-pintakäsittely tarjoaa erinomaisen tasaisuuden, korroosionkestävyyden ja pitkän käyttöiän, se ei ole välttämätön kaikissa piirilevyprojekteissa sen korkeamman hinnan vuoksi. Suunniteltaessa pelkästään suuren jakeen komponenttien tai yksinkertaisen läpivientitekniikan kanssa, HASL-pintakäsittely on hyvä vaihtoehto alhaisemman hinnan ja helpomman uudelleenjalostettavuuden vuoksi. Kuitenkin BGA-, HDI- tai kovissa olosuhteissa toimiville levylle ENIG-pintakäsittely on optimaalinen ratkaisu parhaan asennustuottavuuden ja pitkän aikavälin luotettavuuden varmistamiseksi.

K: Mitkä ovat yleisimmät virheet, jotka liittyvät kuhunkin pintakäsittelyyn?

A: HASL-prosessissa yleisiä vikoja ovat juotosilat (aiheutuvat epätasaisesta pintakäsittelystä) ja epäjohdonmukaiset liitinpadien korkeudet, jotka vaikeuttavat pienen jalkavälin komponenttien asennusta. ENIG-prosessissa merkittävin vika on "musta piste" -ilmiö, eräänlainen nikkeliin liittyvä korroosio, joka voi estää juotoksien muodostumisen, jos prosessia ei valvota tiukasti.

K: Miten valitsen parhaan PCB-pintakäsittelyn tuotteen elinkaaren perusteella?

A: Tulostetun piirilevyn (PCB) optimaalinen pintakäsittely riippuu sen koko elinkaaresta: Tarvitseeko PCB:n kansainvälistä kuljetusta? Tarvitseeko sitä säilyttää pitkäaikaisesti? Altistuuko se korkealle ilmankosteudelle tai useille lämpötilan vaihteluille? Näissä tapauksissa HASL:n ja ENIG:n valinta on ratkaisevan tärkeää. ENIG tarjoaa luotettavaa suojaa kansainväliselle kuljetukselle ja pitkäaikaiselle säilytykselle, kun taas HASL sopii hyvin tilauksesta tehtävään asennukseen ja vähemmän vaativiin sovelluksiin.

Yhteenveto: Paras PCB-pintakäsittelyn valinta

Oikean PCB:n pintakäsittelyprosessin valitseminen edellyttää erilaisten tekniikoiden, taloudellisten ja logistiikkavaatimusten harkintaa. Vaikka HASL ja ENIG ovat yleisimmin käytettyjä pintakäsittelymenetelmiä nykyaikaisissa PCB:issä, niiden todellinen suorituskyky voi vaihdella merkittävästi projektikohtaisten vaatimusten mukaan.

• HASL (kuumailmalla tasattu juotetta) on laajalti käytetty pintakäsittelyprosessi, joka soveltuu projekteihin, joissa on alhaiset kustannusvaatimukset, yksinkertaiset prosessit tai matalat vaatimukset pintatason suoruudelle. Tämä prosessi on yhteensopiva useimpien SMT- ja läpivientikomponenttien kanssa, mikä tekee siitä erinomaisen vaihtoehdon tuotantokustannusten vähentämistä tavoitteleville käyttäjille.
• ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) on pintakäsittelyprosessi, joka tarjoaa sileän pinnan, erinomaisen korroosionkestävyyden, ympäristövaatimusten noudattamisen ja huippuluotettavan juottamiskelpoisuuden vaativiin piirilevyjen (PCB) suunnittelu- ja valmistushankkeisiin. Vaikka ENIG on kalliimpi kuin korkea tartuntavahvuus hopea (HASL), sen suurempi kestävyys, korkeampi tuotantotuottavuus ja pidempi säilyvyys tekevät siitä ihanteellisen pintakäsittelyn korkean luotettavuuden, tiheän komponenttitiheyden ja korkean arvon piirilevyille.

Tärkeimmät asiat tiiviisti:

Lopulliset vinkit oikean PCB-pinnankäsittelyn valintaan:

• Ota yhteyttä painetun piirilevyn valmistajaan mahdollisimman pian; he ohjaavat sinua valitsemaan pinnankäsittelymenetelmän, joka sopii projektisi teknologiaan ja markkinaan.
• Tuotteille, joissa vaaditaan tiheäpihdillistä SMD:tä, HDI:tä tai pitkää säilyvyysaikaa, ENIG:n tarjoama luotettavuus on yksinkertaisesti parempi kuin HASL:llä.
• Prototyyppeihin, harrasteelektroniikan tuotantoon tai piirilevyihin, joissa on suuri liitinväli ja yksinkertaiset vaatimukset, HASL on edelleen yksi kustannustehokkaimmista vaihtoehdoista.
• Valitessasi PCB-pinnankäsittelyprosessia sovellukseesi, varmista, että valitset ratkaisun, joka parhaiten täyttää tuotteen suorituskykyvaatimukset, ympäristösopeutuvuuden ja määräystenmukaisuusstandardit.

Nopeasti kehittyvässä elektroniikka-alassa oikean PCB:n pintakäsittelyprosessin valitseminen on keskeinen taito, jonka jokaisen insinöörin ja hankintaprosessin ammattilaisen on hallittava. Riippumatta siitä, painotetaanko suorituskykyä, määräysten noudattamista, kustannuksia tai pitkäaikaista kestävyyttä, HASL- ja ENIG-pintakäsittelyjen etujen ja haittojen ymmärtäminen voi auttaa tekemään tarkkoja päätöksiä ja lopulta tuottamaan PCB-tuotteita, jotka ylittävät odotukset.