Piirilevyn pintakäsittelyvaihtoehdot: ENIG vs. galvanoidut kultalevyt
2024-05-16Reportteri: SprintPCB
Yleisiä pintakäsittelyjä ovat HASL (kuumailmajuotosten tasoitus), lyijytön HASL, kemiallinen nikkeliupotuskulta (ENIG), kemiallinen nikkeliupotustin (ENT), kemiallinen hopea (ImAg), kovakultaus, salamakulta, sormiliittimet (liitossormet) ja nikkelipalladiumkulta (NiPdAu). OSP (orgaaninen juotettavuuden säilöntäaine) tunnetaan alhaisesta hinnastaan, hyvästä juotettavuudestaan, tiukoista säilytysvaatimuksistaan ja lyhyestä säilyvyydestään, ympäristöystävällisyydestään, erinomaisesta juotoskyvystään ja sileästä pintakäsittelystä . HASL-levyjä, joita tyypillisesti käytetään monikerroksisissa (4-46 kerrosta) tarkkuuspiirilevyprototyypeissä, käytetään laajamittaisessa tietoliikenteessä, tietojenkäsittelyssä, lääketieteellisissä laitteissa ja ilmailu- ja avaruussektoreilla. Liitossormet, jotka koostuvat lukuisista kullatuista johtavista koskettimista, varmistavat signaalinsiirron muistimoduulien ja kantojen välillä kullan korkean hapettumisenkestävyyden ja johtavuuden ansiosta.
Miksi käyttää kullattuja levyjä
IC-integraatiotiheyden kasvaessa ja tiheämmin pakattujen nastojen myötä HASL:llä on vaikeuksia saavuttaa tasaisuutta ohuilla juotospisteillä, mikä aiheuttaa haasteita SMT-kokoonpanolle. Lisäksi HASL-levyillä on rajallinen säilyvyysaika. Kultaus ratkaisee nämä ongelmat tehokkaasti: Pintaliitostekniikassa, erityisesti 0603- ja pienemmissä 0402-komponenteissa, juotospisteiden tasaisuus on ratkaisevan tärkeää juotospastan tulostuksen laadulle, mikä vaikuttaa merkittävästi reflow-juottamisen lopputulokseen. Siksi koko levyn kultaus on yleinen korkean tiheyden ja ultraminiatyyrikokoisissa SMT-prosesseissa. Kullattujen levyjen säilyvyysaika on myös paljon pidempi verrattuna lyijy-tina-seoksiin, mikä tekee niistä edullisen vaihtoehdon. Huomionarvoista on, että prototyyppivaiheessa kullattujen ja lyijy-tina-seoslevyjen välinen kustannusero on merkityksetön. Kuitenkin, kun johdinten leveydet ja välit kapenevat 2,5 milliin, kultaiset viiksikarvat muuttuvat ongelmaksi. Lisäksi korkeammilla signaalitaajuuksilla ihoilmiö – jossa korkeataajuiset virrat pyrkivät virtaamaan lähellä johtimen pintaa – vaikuttaa merkittävämmin signaalin eheyteen monikerroksisissa pinnoitteissa.
Miksi käyttää ENIG (Immersion Gold) -kortteja
Näiden ongelmien ratkaisemiseksi kultauksella ENIG-levyillä on seuraavat ominaisuudet: 1. ENIG on eloisamman keltainen väri kuin galvanoitu kulta, mikä miellyttää asiakkaita. 2. ENIG on helpompi juottaa kiderakenteensa ansiosta, mikä vähentää huonolaatuista juottamista ja asiakasvalituksia. 3. ENIGin avulla signaalit kulkevat kuparikerroksen läpi ilman iho-ilmiötä. 4. Poistaa kultaiset viikset, jotka voivat aiheuttaa mikro-oikosulkuja. 5. Parantaa juotosmaskin ja kuparin välistä tarttumista selektiivisen pinnoituksen ansiosta. 6. Ei vaikuta etäisyyteen kompensaatiosäätöjen aikana. 7. Tarjoaa paremman jännityksenhallinnan liimausprosesseissa, vaikkakin pehmeämpää kuin galvanoitu kulta, mikä tekee siitä vähemmän sopivan kulutusta kestäville kultasormille. 8. ENIG-levyt tarjoavat samanlaisen tasaisuuden ja säilyvyyden kuin galvanoidut kultalevyt.
ENIG vs. galvanoidut kultalevyt
Galvanoitua kultaa on kahta muotoa: galvanointi ja upotuskultaus (ENIG). Juotettavuuden kannalta ENIG toimii yleensä paremmin. Ellei sidontaa erityisesti vaadita, valmistajat valitsevat usein ENIGin. Yleisiä piirilevyjen pintakäsittelyjä ovat galvanointi- tai upotuskultaus, hopeointi, OSP ja HASL (lyijy ja lyijytön), pääasiassa FR-4- tai CEM-3-alustoille. Jos juotettavuusongelmia ilmenee juotospastan tai valmistuksen tekijöiden ulkopuolelle jäävien tekijöiden lisäksi, piirilevyyn liittyviä syitä voivat olla: 1. Öljyjäämien esiintyminen juotosalustoilla, mikä vaikuttaa juotettavuuteen ja voidaan todentaa tinaustesteillä. 2. Juotosalustojen suunnittelun riittävyys komponenttien tukemiseen. 3. Juotosalustojen kontaminaatio, joka voidaan määrittää ionikontaminaation testauksella. Jokaisella pintakäsittelyllä on omat etunsa ja haittansa. Galvanoitu kulta pidentää piirilevyn säilytysaikaa, sietää laajempia ympäristön lämpötilan ja kosteuden vaihteluita ja voi kestää jopa vuoden. Seuraavaksi tulee HASL ja sitten OSP, ja molemmat vaativat huolellista huomiota säilytysolosuhteisiin. Upotushopea eroaa toisistaan, sillä se on kalliimpi ja vaatii tiukkaa varastointia, ja sen enimmäissäilyvyysaika on noin kolme kuukautta. Juotettavuuden suhteen ENIG, OSP ja HASL ovat verrattain tehokkaita; Valmistajat ottavat huomioon kustannus-hyötysuhteen päätöksenteossa. SprintPCB:llä on 17 vuoden kokemus piirilevyjen valmistuksesta , ja se on erikoistunut erilaisten suuren kerrosmäärän tarkkuuspiirilevyjen, sokko- ja haudattujen reikien, korkeataajuuslevyjen, hybridilaminaattien, metallisydämislevyjen ja jäykkien joustavien piirien valmistukseen. Tiedustelujen osalta ota rohkeasti yhteyttä osoitteeseen sales@puxipcb.com .