1, Við skulum fyrst skilja: hvað er yfirborðsmeðferð í raun að leysa
Bare kopar oxast frá því augnabliki sem hann er etsaður og myndar oxíðlag innan nokkurra klukkustunda. Kjarnaverkefni yfirborðsmeðferðar er aðeins tvö:
Verndaðu koparyfirborðið gegn oxun og vökvun við geymslu og suðuferli;
Gakktu úr skugga um að lóðmálmur geti á áreiðanlegan hátt bleyta lóðmálmúðann við suðu.
Þessar þrjár vinnsluleiðir ná sama markmiði á gjörólíkan hátt, sem ákvarðar aðgreining þeirra í flatleika, hitaþol, geymsluþol og kostnaði. Mundu þessa setningu: það er engin besta yfirborðsmeðferð, aðeins besta samsvörun.
Mál tini úða HASL immersion gold ENIG OSP
Yfirborðssamsetning: Tini silfur koparblendi (blýlaust), nikkellag+gulllag, lífræn hlífðarfilma
Léleg flatleiki (með tinhnúðum og meniscus), mjög mikil (≈ 0,1 μm stig), hæst
Geymslutími 3-12 mánuðir 6-12 mánuðir eða lengur 3-6 mánuðir
Góð bakflæðisþol (mörg sinnum), frábært (4-10 sinnum), lélegt (1-2 sinnum)
2-3 lægsta stig af tini úða með lægsta hlutfallslega kostnaði
Dæmigert atburðarás viðbætur, gróft bil, stjórnborð BGA/fínt bil, mjög áreiðanlegur stakur ofn, neytendalotuborð
2, ENIG (efnafræðilegt nikkelgull) - Mikill áreiðanleiki valinn, en kostar sitt
Aðferðarregla: Efnaútfelling, settu fyrst 3-6 μm nikkellag á beran kopar sem dreifingarhindrunarlag og settu síðan mjög þunnt gulllag (0,05-0,1 μm) til að koma í veg fyrir nikkeloxun. Undir 100 gráður á öllu ferlinu, án hitaáfalls. Gulllagið sjálft tekur ekki þátt í suðu og suðu myndar Ni Sn millimálmsambönd.
Kjarna kostir
Mjög mikil flatleiki: hægt er að stjórna grófleika við 0,1 μm hæð, hægt er að festa BGA lóðmálmbolta með 0,3 mm bili jafnt og fínir pinnahlutir eru ekki brúaðir;
Langur geymsluþol: Suðuhæfni helst í grundvallaratriðum óbreytt í meira en 12 mánuði undir lofttæmum umbúðum;
Margfalt endurflæðisviðnám: þolir 4-10 endurflæðislóðunarlotur, hentugur fyrir margfalda samsetningu eða viðgerðir, með breiðum ferliglugga;
Sterk tæringarþol: Gull er efnafræðilega óvirkt og skilar sér betur í umhverfi með mikilli raka og miklu saltúða en tinúða, sem gerir það að nauðsyn fyrir rafeindatækni í bifreiðum, iðnaðarstýringu, orkugeymslu og aðrar aðstæður.
Áhætta og gallar
Svartur púði: Við dýfingu í gull ræðst lausnin óhóflega á nikkellagið, sem veldur oxun og tæringu nikkellagsins til að mynda brothætt svart lag. Útlitið gæti enn verið glansandi, en styrkur lóðmálma er afar lítill. Faldir lóðmálmur eins og BGA/QFN eru sérstaklega hættulegir og vandamál taka oft mánuði eða jafnvel ár að afhjúpa. Helstu eftirlitsstaðir: pH-gildi niðurdýfingarlausnar (á að halda við 5,0-5,5), fosfórinnihald nikkellagsins (7-10%) og þykkt gulllagsins;
Því þykkara sem gulllagið er, því betra: of þykkt gull leysist upp í lóðmálminu og myndar brothætt AuSn ₄, sem mun í raun draga úr styrk lóðmálmsins. IPC-4552B tilgreinir að nikkellagið ætti að vera 3,0-6,0 μm og gulllagið ætti að vera 0,05-0,10 μm, sem er ákjósanlegasta svið eftir víðtæka sannprófun;
Þunnt gulllag, ekki slitþolið: Venjulegir gullfingur verða að vera húðaðir með hörðu gulli og sökkt gull er notað til að stinga í og aftengja tengi, venjulega afhjúpa kopar innan 50 sinnum;
Hentar ekki fyrir gullvírbindingu: Nikkel mun flytjast og oxast í átt að gulllaginu og nota þarf nikkel palladíum gull (ENEPIG) í staðinn;
Hár kostnaður: Með því að nota gull úr góðmálmum og flóknum efnaferlum er kostnaðurinn um það bil 2-3 sinnum hærri en við tinúðun.
3, HASL (heitt loft efnistöku) - konungur hagkvæmni, en með skýr mörk
Aðferðarregla: Líkamlegt hitauppstreymi, PCB er sökkt í bráðnu tinblendi við um það bil 260 gráður og eftir að það hefur verið fjarlægt er umfram lóðmálmur blásið í burtu með háþrýstum heitum lofthníf, sem skilur eftir sig tini álhúð ásamt alvarlegu hitalosi. Það eru blý (63Sn/37Pb, hætt smám saman) og blýlaust (SAC305, bræðslumark um 217 gráður).
Óbætanlegir staðir
Hár vélrænni styrkur lóðmálmsliða: tinilagið er þykkt (1-40 μm), sem rennur beint saman við lóðmálið við suðu og myndar þéttan lóðmálmur;
Lægsti kostnaður: búnaður og efnisinntak er hagkvæmara, þroskað ferli og auðveldar viðgerðir;
Fullkomlega aðlöguð að bylgjulóðun og innstunguferlum, plötur með gegnumholuhluti sem aðalhluti eru samt hentugasta atburðarás þess.
Banvæn veikleiki
Léleg flatleiki: Boginn hálftungl yfirborð og tinhnúðar fylgja ferlinu og BGA/QFN með minna bili en 0,5 mm eru beint útilokaðir. Fínt bil er líklegt til að brúa og sýndarlóðun;
Mikið hitaáfall: Tafarlaus hár hiti upp á 260 gráður veldur hættu á vindi og delamination fyrir þunnar plötur (Minna en eða jafnt og 0,8 mm) og fjöllaga plötur;
Stuttur geymsluþol: Tinilagið oxast verulega eftir 3-6 mánaða útsetningu fyrir lofti og margvíslegar varnir eins og lofttæmi umbúðir eru nauðsynlegar fyrir útflutningsflutninga eða langtímabirgðir.
4, OSP (lífræn lóðmálmur) - Lítill kostnaður og mikil flatleiki, en þröngur gluggi
Aðferðarreglan: Berið lag af lífrænum samsettum filmu (venjulega bensímídasóli) með þykkt 0,2-0,5 μm á hreint koparyfirborðið og soðið við háan hita til að brjóta niður filmulagið, afhjúpa ferskt koparyfirborð og tengja það við lóðmálmur. Engin málmhúð.
Stærsti sölustaðurinn
Mjög lágur kostnaður (nálægt núll stigvaxandi), sléttasta yfirborðið og fullkomið samhæfni við 0201 ofurlítil tæki og þétta BGA pinna;
Það hefur ekki áhrif á merkjaviðnám, það er eitt af almennum ferlum fyrir HDI háþéttniborð, umhverfisvæn og blýlaus.
Augljósar takmarkanir
Stysti geymslutími: allt að 6 mánuðir við lokuð skilyrði, viðkvæm fyrir raka og ætti að nota eins fljótt og auðið er eftir opnun. Handsviti og fingraför geta skemmt hlífðarfilmuna;
Takmörkuð bakflæðisviðnám: venjulega aðeins 2-3 sinnum, eftir það versnar það;
Hentar ekki fyrir bylgjulóðun og gegnum holuferli;
Ekki er hægt að búa til tengiliði, innstungur eða langtíma óvarinn búnað.
5, Veldu eftir atburðarás: Fjórar spurningar til að ákvarða lausnina
Valákvörðunarleið (Spyrðu sjálfan þig í röð)
Eru einhverjir íhlutir eða BGA með minna bili en 0,5 mm? Útiloka tini úða;
Hversu lengi á að geyma brettið? Meira en 6 mánuðir → útilokar OSP;
Eru einhverjar kröfur um hátíðni/útvarpstíðnivísa? Forgangur ætti að vera til að sökkva silfri eða gulli;
Er það kostnaðarviðkvæmt neytendalotuborð? Já → OSP eða tinútfelling.
Dæmigerður atburðarás samanburður
BGA/fínt bil, háþéttni nákvæmni borð → gullútfelling, öruggasta;
Bíla rafeindatækni, lækningatæki, netþjónar, nákvæmnisbúnaður til langs tíma birgða → Gullútfelling (ráðlagt nikkellag 4-5 μm og gulllag 0,05-0,1 μm samkvæmt bílareglum);
Hátíðni/útvarpstíðni (5G loftnet, örbylgjueining, ratsjá) → silfurdýfing (lægsta hátíðnistap) eða gulldýfing;
Stinga í samband, gróft bil, kostnaðarnæmt → tini úða (rafmagnsborð, lítil tæki, venjulegt iðnaðar stjórnborð);
Single pass, skammtímavelta neytendalotu borð → OSP;
Fínt bil til að spara peninga → Tinútfelling (flöt útgáfa af tini úða sem valkostur, hagkvæmur meðalvalkostur);
Gullfingur, tengi, hnappasnertingar → rafhúðað hörð gull (slitþolið), sem ekki er hægt að skipta út fyrir venjulegt dýfingargull.
Þrjár algengar ranghugmyndir
Því þykkara sem gullið er notað til niðurdýfingar, því betra ": Óhófleg þykkt eykur í raun stökkleika. Suðugulllag 1-3 μ" er nóg, og þau sem sannarlega krefjast þykkt gull eru snerting eins og gullfingur, sem ætti að vera húðuð með hörðu gulli;
Ef OSP er ódýrt, þá ættu allir að nota OSP. „Þegar það eru margar handvirkar aðgerðir á framleiðslulínunni og senda þarf brettin í lotum, koma gallar OSP fljótt í ljós;
Yfirborðsmeðferð hefur ekki áhrif á viðnám: Yfirborðsmeðferð mun örlítið breyta þykkt og tapi yfirborðsleiðarans og mjög hátíðnisviðsmyndir þurfa að vera með í uppgerðinni.