산업기술
산업 제조
인쇄 회로 기판(PCB)용 표면 마감을 생성할 때 유기 또는 금속 재료 중에서 선택할 수 있습니다. 어떤 유형의 표면 마감이 존재하는지 아는 것은 간단하지만 어떤 유형이 어떤 것인지 결정하는 방법은 PCB에 가장 적합합니까? 유사점을 공유하지만 각각 고유한 이점, 단점 및 기술적 고려 사항이 있습니다.
올바른 마감 기술을 선택하는 방법이 궁금한 경우 이 기사를 통해 세 가지 일반적인 유형인 HASL(Hot Air Solder Leveling), OSP(Organic Solderability Preservative) 및 무전해 니켈 침지 금(ENIG).
PCB에 대해 선택한 표면 마감은 상위 부품 내에서 품질과 유용성에 상당한 영향을 미칩니다. 마감 처리는 PCB의 구리 층이 산화되는 것을 방지하여 납땜성을 떨어뜨립니다. 마감재를 적용하면 구성 요소가 추가되기 전에 보드가 산화되는 것을 방지하여 필요에 따라 추가 요소를 납땜할 수 있습니다. PCB의 전기 연결은 적절한 구리 전도성에 의존하기 때문에 산화를 방지하고 필요에 따라 구성 요소를 접착하는 것이 중요합니다.
적절한 마감재를 선택하는 것은 마감 공정, PCB의 디자인 및 최종 결과의 품질과 같은 다양한 요인에 따라 달라집니다. 모든 마감재 유형이 모든 PCB에 적합한 것은 아닙니다. 다음은 다른 특성을 고려할 때 염두에 두어야 할 몇 가지 특성:
1. 납땜성
의도한 대로 작동하는 PCB를 생성하려면 납땜 문제를 피하는 것이 중요합니다. 주어진 환경 내에서 적절하게 기능하는 연결을 보장하려면 매끄러운 표면이 필요합니다. 표면 마감이 직접 납땜할 수 있는지 여부를 고려하십시오. 침지 주석의 경우 또는 ENIG와 같은 적층 기술인 경우와 같은 구리입니다.
금속마다 고유한 제조 기술이 필요하고 동일한 환경에서도 다르게 작동한다는 점을 고려하면 우수한 와이어 본딩도 중요합니다. 와이어는 알루미늄, 금 및 구리와 같은 재료로 구성될 수 있으며 각 표면 마감 처리가 있습니다. 유형이 이러한 요소와 호환되거나 호환되지 않습니다.
2. 처리 시간
특정 마감 처리 창은 크거나 작을 수 있습니다. HASL과 같은 마감 처리는 더 큰 처리 창을 가집니다.
공정에 걸리는 시간은 조립이 얼마나 복잡한지에 따라 다릅니다. OSP와 같은 일부 표면 마감은 열 주기가 제한되어 있고 수많은 납땜 공정을 견딜 수 없습니다. 몇 주기 후에는 사라지고 PCB는 산화에 대한 보호 기능을 잃게 됩니다. 그러나 PCB의 OSP 표면 마감은 제조 중에 재작업될 수 있습니다. 침지은에도 동일하게 적용됩니다.
ENIG는 마무리 공정이 더 복잡하고 완료하는 데 시간이 오래 걸리므로 단시간에 많은 수의 PCB를 출력할 필요가 없는 PCB 생산 라인에 사용하는 것이 더 좋습니다. .
3. 신뢰성
선택한 표면 마감재가 환경에 얼마나 잘 견딜 수 있습니까? PCB가 특정 신뢰성 요구 사항을 충족해야 하는 경우 이러한 요구 사항을 충족하는 마감재를 원할 것입니다. 비용은 여기에 언급된 다른 많은 요소들과 마찬가지로 PCB 마감이 의도한 대로 작동하지 않고 표면을 보호하지 못하는 경우 실패 비용이 얼마나 높을지 고려해야 합니다.
IPC는 TM-650 테스트 방법 매뉴얼에 따라 신뢰성과 품질을 위해 PCB를 테스트하는 다양한 방법을 자세히 설명하는 일련의 표준을 제공합니다. 여기에는 치수 검증, 내화학성, 구리 연성과 같은 기술이 포함됩니다. 한 테스트에서는 황산 및 이소프로판올과 같은 화학 물질을 사용하여 이러한 물질이 PCB 유전체 재료에 미치는 영향을 확인합니다.
4. 부식
은과 같은 일부 표면 마감 유형은 다른 유형보다 크리프 부식에 더 취약할 수 있습니다. 이러한 유형의 부식은 기본적으로 사용하는 모든 유형의 마감재에서 발생할 수 있지만 침수 은에서 가장 일반적입니다. 금속 요소의 부식이 PCB의 표면을 따라 확산됨에 따라 기판의 인접 피쳐와의 상호 작용으로 인해 단락이 발생할 수 있습니다. 이 문제는 납이 현저하게 효과적이기 때문에 무연 마감이 널리 사용됨에 따라 더 보편화되었습니다. 부식에 대한 저항을 제공합니다.
또한 크리프 부식은 습하고 유황이 풍부한 환경에서 더 흔히 발생합니다. 한 표면 마감에 정착하기 전에 PCB가 어떤 종류의 설정에 노출될지 고려하십시오. 환경이 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 제품의 수명 주기를 결정합니다.
이머전 주석과 같은 기타 마감재는 수염이 생기기 쉽지만 이동 방지제가 이 문제를 줄일 수 있습니다.
사용하기로 결정한 PCB 마감 유형에 영향을 미치는 다양한 요인이 있습니다. 이러한 모든 요인을 통합된 전체로 고려하는 것이 중요합니다. 모두 프로세스 내에서 무게를 유지하지만 최종 예를 들어, 비용 효율성 때문에 무연 HASL을 선택하지만 나중에 다른 마감 공정에 비해 공평성이 부족하다는 것을 알게 될 경우 PCB가 의도한 대로 되지 않을 수 있습니다.
아래는 다양한 PCB 표면 마감을 조사할 때 염두에 두어야 할 몇 가지 중요한 구성 요소입니다.
1. 비용
표면 마감에 지출하는 비용은 선택한 유형에 따라 결정됩니다. 마감 품질도 비용에 영향을 미칩니다. HASL 마감은 ENIG 유형보다 저렴하지만 정확한 품질을 충족하지 못할 수 있습니다. 당신이 기대하는 표준.
보드 자체 제작 가격도 중요합니다. 초기 제작 후 예산에 ENIG와 같은 고급 마감 방법을 선택할 여지가 있습니까? 소비자 전자 제품과 같은 산업을 위한 PCB는 다음과 같습니다. 제조 비용이 훨씬 저렴하므로 더 높은 품질의 결과를 위해 더 비싼 마감재를 사용할 수 있습니다.
2. 볼륨
생산량은 사용하는 표면 마감 유형에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 침지 주석으로 구성된 표면 마감은 구리 PCB에 증착된 직후 변색되기 시작합니다. 그러나 높은 PCB의 양은 변색을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 소량 배치의 경우 이머전 실버와 같은 마감 처리를 하는 것이 더 나을 수 있습니다.
3. 화장품
HASL 및 OSP와 같은 프로세스는 선택하는 유형에 영향을 줄 수 있는 또 다른 구성요소인 ENIG보다 더 나은 미적 가치를 제공하는 경향이 있습니다. 크리프 부식에 덜 민감한 반짝이는 표면이 필요하십니까? 수염 및 이와 유사한 문제가 있습니까? 은 및 주석과 같은 재료를 다루지 않고 심각한 부식을 일으킬 가능성이 적은 다른 옵션을 선택하는 것이 좋습니다.
많은 유형의 PCB 표면 마감이 존재하지만 여기서는 잘 알려진 세 가지(HASL, OSP 및 ENIG)를 다룰 것입니다.
1. HASL 및 무연 HASL
HASL 표면 마감은 고품질 납땜성을 제공하고 여러 열 주기를 수용하는 동시에 보다 저렴한 옵션 중 하나입니다. 한때 산업 표준으로 사용되었지만 유해 물질 제한에 따른 표준이 되었습니다. (RoHS)로 인해 HASL이 규정을 준수하지 않게 되었습니다. 결과적으로 무연 HASL은 환경 및 건강에 미치는 영향 측면에서 더 수용 가능한 옵션이 되었습니다. HASL은 오랜 산업 역사를 가지고 있고 엔지니어들 사이에서 잘 알려져 있지만, -free HASL은 사용하기에 더 안전하고 RoHS와 같은 지침의 요구 사항에 더 적합합니다.
HASL 마감은 기판을 주석과 납 또는 주석과 니켈 땜납에 담그고 일정 시간 동안 유지하여 생성됩니다. PCB가 제거되면 에어 나이프라고 하는 뜨거운 공기가 제거됩니다. 과잉 마감.HASL 마감은 큰 처리 창을 허용하지만 다양한 요인이 균일성과 납땜성에 영향을 줄 수 있습니다.에어 나이프의 각도, 공기 압력 및 PCB 기판이 땜납에서 들어가고 제거되는 속도가 모두 영향을 미칩니다 마감 품질.
다음과 같은 용도에 사용되는 HAL 및 무연 HASL 표면 마감재를 찾을 수 있습니다.
2. OSP
OSP 표면 마감은 유기 PCB 마감의 한 예입니다. 공정에 독소가 포함되지 않아 보호 및 부식 방지 특성을 유지하면서 환경 친화적입니다. 유해 화학 물질이 없는 OSP 보드는 RoHS도 준수합니다. 이 수성 마감 처리는 추가 PCB 구성 요소를 부착하기 위한 평평한 표면을 제공하며 HASL 프로세스와 마찬가지로 비용 효율적입니다.
OSP는 동일 평면성으로 인해 무연 HASL을 효과적으로 대체할 수 있습니다. 간단한 제조 공정을 제공하면서 충분한 평탄도를 제공하는 PCB 표면 마감이 필요할 때 OSP, 틀림없이 최고의 선택입니다.
PCB에 OSP 표면 마감을 적용하는 것은 일반적으로 컨베이어식 화학적 방법 또는 수직 딥 탱크를 포함합니다. 프로세스는 일반적으로 각 단계 사이에 헹굼이 있는 다음과 같습니다.
OSP는 간단하고 저렴한 프로세스를 제공하지만 취급에 매우 민감하고 긁힘을 쉽게 유지하여 납땜성을 저하시킬 수 있다는 점을 염두에 두는 것도 중요합니다. 또한 ENIG 또는 HASL보다 유통 기한이 짧습니다.
OSP의 일반적인 용도는 다음과 같습니다.
3. ENIG
ENIG 표면 마감의 높은 가격에도 불구하고 고품질 제품 생산에 대한 높은 성공률을 보입니다. 여러 열 사이클에서 견디고 우수한 납땜성을 보여주며 와이어에 적합한 옵션입니다. 본딩. 이름에서 알 수 있듯이 니켈과 금의 두 가지 코팅 층으로 구성되어 있습니다. 니켈은 베이스 구리 층을 보호하고 전기 부품을 안전하게 부착할 수 있도록 하며, 금은 니켈의 부식 방지 수단으로 사용됩니다.
ENIG는 HASL이 이에 효과적이지 않기 때문에 도금된 구멍과 같은 PCB 요소에 대한 엄격한 허용 오차가 필요한 상황에서 사용할 수 있습니다. OSP와 마찬가지로 우수한 평탄도를 제공하고 미세 피치에 이상적입니다. 장치.
ENIG 코팅을 적용하려면 팔라듐으로 촉매된 구리 표면에 니켈을 증착해야 합니다. 침지 금 단계에서는 분자 교환을 통해 금이 니켈에 부착되도록 합니다. ENIG는 ENIG와 유사합니다. 각 단계 사이에 마이크로 에칭 및 헹굼이 포함된 OSP — 프로세스에는 다음 단계가 포함됩니다.
ENIG 표면 마감을 위한 표준 응용 분야는 다음과 같습니다.
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금속 표면 마감 특성에 대한 참조 도구 금속 표면 마감 차트는 Metal Cutting에서 때때로 품질 보증 프로세스의 일부로 내부적으로 사용하는 참조 자료입니다. (우리 웹사이트의 품질 약속 페이지에서 품질 측정에 대한 자세한 내용을 읽을 수 있습니다.) 일반적으로 이 차트는 다음과 같은 표준 표면 마감 측정과 관련된 지침을 제공합니다. 사용된 다양한 매개변수 다양한 가공 방법에 따른 일반적인 거칠기 마이크로인치(µin)와 같은 단위에서 미크론(또는 마이크로미터, µm)으로의 변환 표준 표면 마감이란 무엇입니까? 표면 마
최소 z 높이를 제공하여 빌드 시간이 가장 빠른 방향을 선택하는 것이 쉬운 일처럼 보일 수 있습니다. 그러나 z 높이만을 위한 방향 지정은 부품 요구 사항 측면에서 항상 가장 적합하지 않을 수 있습니다. 3D 프린팅의 부품 방향을 생각할 때 작용하는 몇 가지 다른 기술적 요소가 있습니다. 3D 프린팅, 특히 SLA(Stereolithography)의 부품 방향에 대해 생각할 때 연필을 생각하십시오. 이 연필을 수평 또는 수직으로 한 층씩 3D 프린팅하려면 무엇이 필요할까요? 수평으로 하면 시간이 덜 걸립니다. 옆으로 눕힐 때 더 편