De juiste oppervlakteafwerking kiezen voor uw printplaat.
Van smartphones en medische apparaten tot industriële machines: printplaten (PCB's) zijn de belangrijkste componenten in vrijwel alle moderne elektronica. Belangrijkste categorieën van PCB-oppervlakteafwerkingen: De oppervlakteafwerking van een PCB is net zo belangrijk als het PCB-ontwerp en de componenten. De oppervlakteafwerking beschermt de blootliggende koperen circuits op de printplaat en zorgt voor een goede soldeerbaarheid van de componenten. PCB-oppervlakteafwerkingen Howard is uw gids voor PCB-oppervlakteafwerkingen. Deze afwerkingen zijn nieuwer dan conventionele afwerkingen, verschillen van de technieken die tijdens de oppervlaktevoorbereiding worden gebruikt en bevatten de meest geschikte afwerking voor elke PCB.
Deze handleiding bespreekt de soorten printplaten Oppervlakteafwerkingen, hun toepassingen en de overwegingen die nodig zijn om de juiste te kiezen.
Wat is een PCB-oppervlakteafwerking?
De oppervlakteafwerking van de printplaat is een coating die na het soldeermaskerproces op de blootliggende koperen contactvlakken van de printplaat wordt aangebracht. Koper heeft de beste geleidbaarheid, waardoor het essentieel is. component voor printplaat De bewerkbaarheid en oxidatie van het koper nemen af wanneer het aan de lucht wordt blootgesteld. Door oxidatie neemt de weerstand toe en de soldeerbaarheid af. De oppervlaktebehandeling biedt bescherming tegen oxidatie en zorgt tegelijkertijd voor een soldeerbaar oppervlak van het component.
De door u gekozen oppervlakteafwerking heeft onder andere invloed op de houdbaarheid, de thermische weerstand, de prijs en de compatibiliteit met loodvrije soldeerprocessen. Hieronder vindt u een uitleg over veelvoorkomende soorten oppervlakteafwerkingen.
Veelvoorkomende oppervlakteafwerkingen voor printplaten
HASL (Hot Air Solder Leveling)
Een van de meest gangbare en kosteneffectieve oppervlakteafwerkingen voor printplaten is het nivelleren met hete lucht. Hierbij wordt de printplaat ondergedompeld in een bad met gesmolten soldeer en wordt het overtollige soldeer met hete lucht weggeblazen, waardoor een dunne, gelijkmatige soldeerlaag ontstaat.
Voordelen:
Betaalbaar voor zowel kleine als grote productievolumes.
Vertint het oppervlak goed, waardoor een duurzaam soldeerbaar oppervlak ontstaat.
Kinderlijk eenvoudig en overal verkrijgbaar.
Nadelen:
Componenten met een fijne pitch, zoals BGA's (Ball Grid Arrays), kunnen problemen ondervinden op oneffen oppervlakken.
Niet geschikt voor printplaten met een hoge dichtheid en kleine contactvlakken.
De HASL bevat lood of, indien een loodvrije versie wordt gebruikt, HASL-LF.
Ideaal voor:
Printplaat met grote componenten en ruimere toleranties voor algemeen gebruik.
ENIG (Elektroloos vernikkelen door onderdompeling in goud)
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) wordt vooral gebruikt voor toepassingen met hoge prestaties en betrouwbaarheid. Deze afwerking bestaat uit een laag chemisch nikkel met een uiteindelijke laag goud door onderdompeling.
Voordelen:
Voor componenten met een zeer fijne pitch biedt het een ongelooflijk vlak oppervlak.
Een zeer goede oxidatiebestendigheid betekent een lange houdbaarheid.
Bij loodvrij solderen hangt het sterk af van...
Behoudt een hoge geleidbaarheid.
Nadelen:
Hogere kosten in vergelijking met HASL.
Lage milieubelasting — bij het chemische proces kunnen gevaarlijke materialen worden gebruikt.
Ideaal voor:
Of het nu gaat om printplaten met hoge dichtheid, componenten met fijne pitch of toepassingen met hoge betrouwbaarheid in de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie of de medische sector.
OSP (Organische soldeerbaarheidsconserveermiddelen)
OSP is een organische, op water gebaseerde oppervlaktebehandeling die een dunne beschermlaag vormt op koperen contactvlakken. Dit is het milieuvriendelijke alternatief dat veelvuldig wordt gebruikt in loodvrije toepassingen.
Voordelen:
Goede prijs-kwaliteitverhouding, vergeleken met andere afwerkingen zoals bijvoorbeeld ENIG.
Biedt over het algemeen een vlak oppervlak voor de meeste componenten.
Loodvrij, RoHS-conform.
Nadelen:
Gevoeliger voor hantering en kortere houdbaarheid.
Thermische beperkingen; meerdere reflow-cycli kunnen de afwerking verminderen.
Niet ideaal voor ruige omgevingen of toepassingen die hoge betrouwbaarheid vereisen.
Ideaal voor:
Elektronische apparaten voor consumenten die in grote aantallen worden geproduceerd en een korte levensduur hebben, zoals smartphones en rekenmachines.
Immersion Silver
Immersion Silver: een dunne, vaste laag zilver wordt chemisch op het koper aangebracht. Dit materiaal gedraagt zich als een supergeleider en biedt daardoor een uitstekende elektrische geleidbaarheid.
Voordelen:
Het heeft een hoge geleidbaarheid, waardoor het ideaal is voor RF-circuits (radiofrequentie).
Het oppervlak is vlak genoeg voor componenten met een fijne spoed.
Loodvrij en RoHS-conform.
Nadelen:
Kan gemakkelijk verkleuren als het niet op de juiste manier wordt bewaard of verzorgd.
Niet lang houdbaar in warme, vochtige omstandigheden.
Ideaal voor:
Kortom, uitstekend geschikt voor: RF/microgolf-toepassingen, snelle digitale printplaten en elektronica met een korte levensduur.
Dompelblik
Dompelvertinnen is een chemisch proces waarbij een dunne tinlaag op het koperoppervlak wordt aangebracht. Dit zorgt voor een loodvrije afwerking en goede soldeerbaarheid.
Voordelen:
• Goed oppervlak voor componenten met een fijne pitch.
Goedkoop en gemakkelijk verkrijgbaar.
Geschikt voor loodvrij solderen.
Nadelen:
In omgevingen met hoge spanning kan tinwhiskering een potentieel betrouwbaarheidsprobleem vormen.
Ze hebben een kortere houdbaarheid; ze zijn na verloop van tijd gevoelig voor oxidatie en aantasting.
Niet geschikt voor meerdere opwarm- en afkoelcycli.
Ideaal voor:
Middelzware soldeermaskervereisten voor printplaten voor algemeen gebruik
Hard goud (elektrolytisch goud)
Elektrolytisch goud (hard goud) – Dit type goud bestaat uit een zeer dikke laag goud over een nikkellaag. Het kenmerkt zich door een hoge duurzaamheid en uitstekende geleidbaarheid.
Voordelen:
Zeer hard en bestand tegen slijtage en corrosie.
Uitstekend geschikt voor randconnectoren en mechanische contactpunten.
Uitstekende elektrische prestaties.
Nadelen:
Het goudgehalte wordt duur en kostbaar, waardoor raffinage noodzakelijk is.
Niet zo goed soldeerbaar als ENIG of HASL.
Ideaal voor:
Hoge duurzaamheid voor printplaten die randconnectoren, schakelaars of andere contactoppervlakken vereisen.
De juiste oppervlakteafwerking voor de printplaat kiezen
Wat is de beste oppervlakteafwerking voor uw printplaat? Hier zijn een paar punten om u te helpen bij uw keuze:
Componenttype en dichtheid
Voor componenten met een hoge dichtheid en pads met een fijne pitch, zoals BGA's en QFN's, zijn vlakke en gladde oppervlaktecoatings zoals ENIG of Immersion Silver uitermate geschikt.
HASL of immersietinering is prima geschikt voor printplaten met doorsteekcomponenten of grotere oppervlaktemontagecomponenten.
Loodvrije eisen
RoHS (Restriction of Hazardous Substances) is in veel industrieën de norm geworden (het voorkomt het gebruik van lood in elektronica). Als u in deze sectoren werkt, zorg er dan voor dat uw oppervlakteafwerking RoHS-conform is.
Loodvrije PCB-coatings zijn ENIG, Immersion Silver, OSP en Lead-Free HASL.
Omgevingsomstandigheden
Voor printplaten in vochtige of corrosieve omgevingen kunt u het beste afwerkingen kiezen die een betere corrosiebestendigheid bieden (zoals ENIG of Hard Gold).
Gebruik in deze situaties geen afwerkingen zoals tin of zilver, tenzij er geschikte opslagmogelijkheden zijn.
Begroting
Als je geld wilt besparen, zijn HASL of OSP meestal de goedkoopste opties voor een project.
Als u deze dure/waardevolle afwerkingen overweegt, kunt u uiteindelijk kosten besparen door een hogere kwaliteit en minder nabewerking dankzij deze hoogwaardige afwerkingen: ENIG (electroless nickel immersion gold) of Hard Gold.
Thermische duurzaamheid
Gebruik een thermisch bestendige afwerking (bijv. ENIG of HASL) voor printplaten die tijdens de assemblage meerdere soldeercycli ondergaan.
Herhaaldelijk verhitten kan ertoe leiden dat OSP-afwerkingen na verloop van tijd degraderen.
Houdbaarheid
Kies afwerkingen met een lange houdbaarheid, zoals ENIG of HASL, als uw printplaten langdurig moeten worden opgeslagen.
Opslagmethoden voor de lange termijn, zoals OSP en immersietin, zijn minder geschikt vanwege hun gevoeligheid voor oxidatie.
Elektrische prestaties
Toepassingen die een lage contactweerstand vereisen, zoals RF-circuits en snelle digitale circuits, geven de voorkeur aan Immersion Silver- of ENIG-afwerkingen.
Slotgedachten
De juiste oppervlakteafwerking kiezen voor uw De PCB is een fundamentele beslissing die alles beïnvloedt. Van produceerbaarheid tot betrouwbaarheid op lange termijn. Zodra u de voor- en nadelen van beide opties kent – en de vereisten voor uw specifieke toepassing – kunt u de best geïnformeerde beslissing nemen die garandeert dat uw printplaat aan de hoogst mogelijke normen voldoet.
Weet u niet zeker welke van deze oppervlakteafwerkingen het meest geschikt is voor uw volgende project? Neem dan contact op met een gerenommeerde expert. PCB-fabrikant of een ontwerpingenieur over uw behoeften en een oplossing die het beste bij uw product past.
