시대의 진화, 과학 기술의 발전, 환경 보호의 요구 사항, 전자 산업도 발전함에 따라 회로 기판의 기술도 발전하고 있습니다.
다음은 PCB 표면 마감 방법에 대한 몇 가지 조치이며, 완벽한 PCB 표면 마감 방법은 하나도 없으므로 많은 PCB 표면 마감 방법이 있으며 각 종류의 PCB 표면 마감에는 고유 한 장점과 단점이 있습니다.
PCB 표면 마감의 기능
베어 동판이란?
첫 번째 종류의 PCB 표면 마감은 이름에서 알 수 있듯이 베어 동판으로, 회로 기판의 동박 표면에 PCB 표면 마감 보호 조치를 취하지 않으며 가장 바깥 쪽 라인이 완전히 노출되어 포장을 풀면 공기와 직접 접촉합니다.
베어 보드의 장점
저렴한 비용, 높은 표면 평활도 및 우수한 용접성
베어 보드의 단점
보호 장치가 없기 때문에 산과 습도의 영향을 받기 쉽고 오랫동안 보관할 수 없습니다. 포장을 푼 후 구리는 공기에 노출되면 쉽게 산화되기 때문에 2 시간 이내에 사용해야합니다. 첫 번째 리플 로우 후 두 번째면이 산화되었으므로 양면 공정에 사용할 수 없습니다.
있는 경우 PCB 테스트 포인트, 솔더 페이스트의 양 산화를 방지하기 위해 인쇄해야 하며, 그렇지 않으면 프로브와의 후속 접촉이 제대로 이루어지지 않습니다.
열풍 솔더 레벨링이란?
PCB 표면 마감의 두 번째 종류는 열풍 솔더 레벨링 (HASL)은 구리 호일 표면에 주석 층을 분사하여 보호 한 다음 뜨거운 공기를 사용하여 바람 칼을 형성하여 주석 표면을 평평하게하는 것입니다. 일반적인 솔더 스프레이 장비는 크게 수직과 수평으로 나눌 수 있습니다. 각각 고유 한 장단점이 있습니다.
열풍 솔더 레벨링의 장점 ★ 열풍 솔더 레벨링의 장점
이러한 종류의 PCB 표면 마감에서 주석은 ENIG보다 비용이 낮지만 OSP보다 비용이 높기 때문에 더 나은 습윤 효과를 얻을 수 있습니다. 용접 성능도 좋지만 이는 일반적으로 첫 번째 측면 리플로우에만 해당되며 두 번째 측면 리플로우에는 해당되지 않습니다.
열풍 솔더 레벨링의 단점 ★ 열풍 솔더 레벨링의 단점
스프레이 주석판의 표면 평탄도가 좋지 않기 때문에 미세한 갭 피트와 너무 작은 부품 용접에는 적합하지 않으며, 특히 두 번째면을 역 용접 할 때 역 용접이되어 스프레이 주석 표면이 재용융되어 용접 패드의 평탄도가 악화 될 수 있습니다. 물론 이것은 솔더 페이스트의 두께로 극복 할 수 있지만 얇은 발은 너무 두꺼운 솔더 페이스트가 권장되지 않는다는 것을 잊지 마십시오.
PCBA 공정에서는 솔더 비드가 쉽게 생성되어 미세 피치 부품에 단락이 발생할 가능성이 높습니다.
양면 SMT 공정에 사용하면 두 번째면이 첫 번째 고온 리플 로우 용접에 의해 침례를 받았기 때문에 주석 스프레이를 재용융하고 중력의 영향을받는 주석 구슬 또는 유사한 물 구슬을 떨어지는 볼 주석 반점으로 생성하기가 매우 쉬워 표면이 더 고르지 않고 납땜 문제에 영향을 미치기 쉽습니다.
또한, 1차 백용접 시 2차 백용접 표면에서 주석 산화 및 IMC 농축이 발생하여 납땜층에 영향을 미치고 특히 주석 스프레이 두께가 얇은 플레이트에서 납땜성에 영향을 미칠 수 있습니다.
무전해 니켈 침지 금이란?
세 번째 종류의 PCB 표면 마감은 무전 해 니켈 침지 금 (ENIG)은 "니켈"층으로 코팅 된 동박 표면에 화학적 방법을 사용한 다음 "금"층으로 코팅 한 다음 ENIG 회로 기판의 금은 공기와 접촉하지 않도록 니켈 층을 보호하고 산화가 땜납의 품질에 영향을 미치지 않도록하는 데에만 사용됩니다.
ENIG의 장점
산화하기 쉽지 않고, 이런 종류의 PCB 표면 마감은 오랫동안 보관할 수 있으며 표면이 매끄럽고 미세한 클리어런스 피트 및 작은 솔더 조인트 부품 용접에 적합합니다. 키 라인이있는 선호 회로 기판 (예 : 휴대 전화 기판). 납땜성의 큰 손실 없이 리플로우를 여러 번 반복할 수 있습니다. 다음과 같이 사용할 수 있습니다. COB(칩 온 보드) 와이어 기본 재료. ENIG는 표면의 금이 기본 니켈을 보호하기 때문에 산화가 어렵기 때문에 금 층의 두께가 중요합니다. 금층이 너무 얇으면 니켈을 보호하지 못하고, 너무 두꺼우면 니켈-주석 합금 형성을 방해합니다.
ENIG의 단점
IMC는 주석-니켈 합금이기 때문에 비용이 높고 용접 강도가 떨어집니다. 그리고 니켈 도금 공정을 사용하여 검은 패드와 검은 납 문제가 발생하기 쉽습니다. 니켈 층은 시간이 지남에 따라 산화됩니다.
유기 납땜 방부제란?
네 번째 PCB 표면 마감은 유기 솔더링 방부제(OSP)로, 화학적 방법으로 구리 표면에 유기 구리 방부제 층을 형성하는 것입니다. 이 유기 구리 보호제 층은 고온에서 빠르게 플럭스에 의해 쉽게 제거되어 깨끗한 구리 표면을 노출시키고 솔더 페이스트를 형성 할 수 있습니다. 유기 구리 보호제가 두꺼울수록 동박의 보호 성능이 향상되지만 용접을 위해 동박을 제거하려면 상대적으로 강한 활성 플럭스가 필요합니다.
OSP의 장점
이런 종류의 PCB 표면 마감의 가격은 저렴합니다. 다양한 PCB 표면 마감 중 OSP는 베어 구리보다 약간 비싸다는 점을 제외하고는 가장 저렴한 PCB 표면 마감입니다.
베어 동판 용접의 모든 장점으로 신선한 보드가 잘 용접되고 만료 된 보드 (3 개월 또는 6 개월)도 재 마감 할 수 있지만 일반적으로 라인 표면에 따라 매우 얇은 라인 또는 용접 패드가 있으므로 재 처리가 너무 얇은 라인을 재 처리 할 수없는 경우 구리 표면의 일부를 흡수하기 때문에 일반적으로 한 번만 처리합니다.
OSP는 구리 베이스이며, 신선한 OSP 솔더 강도는 양호하고 더 큰 충격 응력을 견딜 수 있습니다. 신선한 구리 베이스는 니켈 베이스보다 더 강한 솔더를 형성하지만 시간이 지남에 따라 노화됩니다.
OSP의 단점
이러한 종류의 PCB 표면 마감은 산과 습도에 의해 오염되기 쉬우므로 보호 구리 표면에 영향을 미칩니다. 2 차 리플 로우에 사용되는 경우 일정 시간 내에 완료해야하며 일반적으로 2 차 리플 로우는 결과가 좋지 않습니다. 3 개월 또는 6 개월 이상 지속되면 재 포장해야합니다. 일반적으로 포장을 푼 후 24시간 이내에 사용해야 합니다.
OSP는 절연 층이므로 바늘이 전기 테스트를 위해 테스트 포인트에 닿기 전에 테스트 포인트를 솔더 페이스트로 인쇄하여 원래 OSP 레이어를 제거해야하며, OSP 보드는 구리 필름이 너무 많은 키 마찰을 견딜 수 없기 때문에 키 접촉 표면 처리로 사용할 수 없으며, 사용 기간이 지나면 산화가 발생하여 키 접촉이 불량 해집니다.
또한 OSP 보드는 구리를 기반으로하며 납땜 후 Cu6Sn5의 초기 양성 IMC가 생성됩니다. 그러나 시간이 지남에 따라 Cu3Sn의 열등한 IMC가 생성되어 신뢰성 문제를 일으 킵니다. 따라서 고온 환경에서 장시간 사용하거나 긴 수명이 필요한 제품이라면 OSP의 장기적인 신뢰성을 고려해야 합니다.
이머전 실버란?
다섯 번째 종류의 PCB 표면 마감은 은화 판으로 실제로 자바니 효과의 원리를 사용하여 PCB 표면의 구리 호일 (Cu)을 은 (Ag)으로 직접 교체하는 매우 간단합니다:
2Ag + + Cu → 2Ag + Cu 2+
정상적인 조건에서 구리는 더 양성이므로 전자를 잃고 산화되고(Cu -> 2e - + Cu 2+), 양성이 덜한 은은 전자를 얻고 환원됩니다(2Ag + + 2e - -> 2Ag).
이머전 실버의 장점
표면 은은 교체에 의해 증착되기 때문에 은은 표면의 매끄러움이 좋으며 "은"의 가격은 "금"보다 저렴해야합니다.
용접의 "은"은 용접의 습윤성을 향상시킬 수 있으며, 특정 비율의 "은"은 또한 냉간 및 고온 충격 테스트를 통해 솔더 조인트 강도를 향상시키고 피로 저항을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 "은" 함량이 너무 높으면(중량 비율이 4% 이상) 솔더 조인트가 부서지기 쉬우므로 주의해야 합니다.
"은"은 고열에서 주석과 반응하여 Ag3Sn의 IMC를 형성하지만, 이 "은" 층은 매우 얇고 용접 과정에서 바닥 구리가 산화되지 않도록 보호하기 위해 ENIG의 "Au"와 함께 역할을해야하므로 용접 후 실제 IMC는 여전히 주석-구리 합금이어야합니다.
이머젼 실버의 단점
RoHS가 처음 시행되었을 때 은은 한동안만 인기가 있었고 그 이후에는 은을 사용하는 사람이 줄어든 것 같습니다.
땜납의 '은' 함량이 일정 비율을 초과하면 용접 과정에서 주석 수염(심지)이 자라기 쉽기 때문입니다. 또한 사용 중 전이(Electromigration)가 일어나 수상돌기가 성장할 가능성이 있어 품질 문제를 일으키고 미세한 간격의 제품에는 불리합니다.
또한 은은 IMC 층 아래에 작은 기포를 생성하기 쉬워 제품, 특히 BGA 부품의 신뢰성에 영향을 미치며 은판의 외관과 용접 품질은 대기 중 환경 오염 및 가황에 쉽게 영향을받는 것으로보고되었습니다. 일반적으로 개봉 후 48 시간 이내에 사용하는 것이 좋습니다.
자주 묻는 질문
PCB 표면 마감의 주요 목적은 용접 효과와 전기 전도 특성을 잘 달성하기 위해 바닥 구리 층을 산화로부터 보호하는 것뿐만 아니라 산화 후에도 용접 지점을 계속 보호하는 것입니다.
첫 번째 종류의 PCB 표면 마감은 이름에서 알 수 있듯이 베어 동판으로, 회로 기판의 동박 표면에 PCB 표면 마감 보호 조치를 취하지 않으며 가장 바깥 쪽 라인이 완전히 노출되어 포장을 풀면 공기와 직접 접촉합니다.
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- 12월 23, 2022
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