انتخاب پوشش سطحی PCB را با دشوارترین ویژگیِ در معرض سطح آغاز کنید: پد لحیم‌کاری با گام ریز، محل اتصال سیمی یا کنتاکت کانکتور. برای قطعات سوراخ‌دار معمولی و قطعات با گام بزرگ‌تر، HASL می‌تواند گزینه‌ای کاربردی باشد. اگر به پدهای لحیم تخت‌تری نیاز دارید، ENIG اغلب ارزش بررسی دارد. اگر طراحی به اتصال سیمی هم نیاز دارد، ENEPIG گزینه‌ای برای ارزیابی است؛ اما باید سامانه اتصال واقعی را صلاحیت‌سنجی کرد. برای کنتاکت‌هایی که بارها به هم وصل می‌شوند، ممکن است طلای سخت انتخابی لازم باشد.
تصمیم پوشش باید در نقشه و مدارک خرید ثبت شود، نه فقط در فهرست کشویی سفارش خرید. آلیاژ لحیم‌کاری، هندسه پد، شرایط نگهداری، مشخصات اتصال سیمی و الزامات سایش کنتاکت می‌توانند انتخاب مناسب را تغییر دهند.
پوشش چه کاری انجام می‌دهد و چه کاری انجام نمی‌دهد
پوشش سطحی پیش از مونتاژ، مسِ در معرض را می‌پوشاند. وظیفه مستقیم آن محافظت از مس و فراهم‌کردن سطح مناسب برای عملیات موردنظر، مانند لحیم‌کاری، است. این پوشش همچنین می‌تواند بر تختی پدها، حساسیت به نحوه جابه‌جایی و فصل مشترک‌هایی که هنگام مونتاژ شکل می‌گیرند اثر بگذارد.
ماسک لحیم‌کاری متفاوت است. این پوشش محافظ، بخش‌های انتخاب‌شده برد را می‌پوشاند و برای پدها، کنتاکت‌ها و ویژگی‌های دیگر بازشو باقی می‌گذارد. ماسک جایگزین پوشش روی مسِ در معرض نیست. ابعاد و هم‌ترازی بازشوهای ماسک همچنان می‌تواند بر چاپ خمیر، لحیم‌کاری و اتصال اثر بگذارد. درباره طراحی ماسک، ماسک لحیم‌کاری چیست؟ را ببینید.
ساختار لایه‌ای چهار پوشش مقایسه‌شده در اینجا متفاوت است:
- HASL: پوشش لحیم قلع‌وسرب روی مسِ در معرض اعمال و با هوای گرم تراز می‌شود.
- HASL بدون سرب: همان فرایند کلی از آلیاژ لحیم بدون سرب استفاده می‌کند. ترکیب آلیاژ را باید مشخص یا تأیید کرد.
- ENIG: لایه نازکی از طلای غوطه‌وری روی نیکل شیمیایی قرار می‌گیرد.
- ENEPIG: پس از نیکل شیمیایی، پالادیوم شیمیایی و سپس طلای غوطه‌وری قرار می‌گیرد.
طلای ENIG و ENEPIG پوشش ضخیم کنتاکت با مقاومت سایشیِ تعیین‌شده نیست. نقش آن به محافظت از پوشش زیرین مربوط است؛ وجود آن به‌تنهایی مناسب‌بودن برای اتصال‌های مکرر یا یک سیم اتصال مشخص را ثابت نمی‌کند.
پوشش‌ها را در محل ویژگیِ در معرض مقایسه کنید
| پوشش | لحیم‌کاری و تختی | نگهداری و جابه‌جایی | اتصال و کنتاکت |
|---|---|---|---|
| HASL قلع‌وسرب | پوشش لحیم‌پذیر آشنا برای مجموعه‌های سازگار است. لحیم تراز‌شده ممکن است ناهموار باشد؛ پدهای کوچک و قطعات حساس به هم‌صفحه‌بودن را ارزیابی کنید. | از آلودگی و اکسیدشدن محافظت کنید؛ درباره بسته‌بندی، محدودیت زمانی و معیارهای پذیرش توافق کنید. | مناسب‌بودن برای اتصال سیمی یا کنتاکت‌های لغزشی مکرر را فرض نکنید. وجود سرب ممکن است بر اساس محصول یا فرایند مونتاژ آن را نامناسب کند. |
| HASL بدون سرب | برای فرایندهای لحیم‌کاری سازگار مناسب است، اما آلیاژ و توپوگرافی پد اهمیت دارند. ممکن است از ENIG یا ENEPIG تختی کمتری داشته باشد. | پذیرش پس از نگهداری به پوشش واقعی، بسته‌بندی و شرایط بستگی دارد؛ عمر انبارداریِ اعلام‌شده برای تأمین‌کننده یا آلیاژ دیگر را تعمیم ندهید. | بدون‌سرب‌بودن به‌تنهایی اتصال یا رابط کنتاکت را صلاحیت‌سنجی نمی‌کند. آلیاژ و کاربرد مشخص را تأیید کنید. |
| ENIG | عموماً از HASL تخت‌تر است و اغلب برای پدهای گام‌ریز بررسی می‌شود. رابط نیکل و کیفیت پوشش همچنان برای قابلیت اطمینان اتصال لحیم مهم‌اند. | سطح را از آسیب و آلودگی محافظت کنید. ظاهر سالم طلا به‌تنهایی آزمون لحیم‌پذیری نیست. | به‌طور خودکار برای اتصال سیمی مناسب نیست. طلای نازک غوطه‌وری را سطح سایشیِ مشخص‌شده تلقی نکنید. |
| ENEPIG | عموماً تخت است و در صورت سازگاری ساختار لایه و فرایند مونتاژ برای لحیم‌کاری قابل استفاده است. | نواحی اتصال ممکن است به آلودگی و جابه‌جایی حساس باشند؛ درباره محافظت و زمان بازکردن بسته‌بندی توافق کنید. | گزینه‌ای برای برخی کاربردهای اتصال سیمی است، مشروط به صلاحیت‌سنجی سیم، تجهیزات، پد و فرایند. جایگزین خودکار طلای سخت در کنتاکت سایشی نیست. |
تختی یک مزیت نسبی است، نه تضمین بازده مونتاژ. سطح تخت نمی‌تواند footprint نامناسب، تاب‌برداشتن برد، جداشدن نامناسب خمیر از شابلون یا قطعه‌ای با هم‌صفحه‌بودن خارج از مشخصات را جبران کند.
آلیاژ لحیم، بازپخت و پوشش باید با هم سازگار باشند
HASL قلع‌وسرب حاوی سرب است؛ HASL بدون سرب از پوشش قلع‌وسرب استفاده نمی‌کند. این تفاوت هنگام تعیین سازگاری آلیاژ لحیم و ارزیابی الزامات قانونی یا مشتری برای محصول اهمیت دارد.
«پوشش بدون سرب» را معادل انطباق محصول نهایی ندانید. انطباق به الزامات مربوط و موادی فراتر از پوشش PCB بستگی دارد. برعکس، پروژه‌ای که لحیم قلع‌وسرب را مجاز می‌داند نیز باید بررسی کند که قطعات، مونتاژکار و فرایند موردنظر از آن پشتیبانی می‌کنند.
در مورد ENIG و ENEPIG، پوشش را بخشی از سامانه اتصال لحیم در نظر بگیرید. هنگام لحیم‌کاری، لایه‌های رسوب‌داده‌شده با لحیم مذاب و فلزات زیرین واکنش می‌دهند. بنابراین وضعیت پوشش و ضخامت لایه‌ها، علاوه بر ظاهر قابل مشاهده، اهمیت دارند. اگر طراحی به قابلیت اطمینان بالایی نیاز دارد، معیارهای پذیرش پوشش و آزمون‌های صلاحیت‌سنجی مرتبط را توافق کنید و فقط نام پوشش را ننویسید.
تعداد دفعات مجاز مواجهه حرارتی نیز به پروژه بستگی دارد. برد ممکن است در ساخت، یک یا چند مرحله مونتاژ، لحیم‌کاری انتخابی و تعمیر حرارت ببیند. اثر آن به پوشش، میزان مواجهه حرارتی و الزامات مونتاژ وابسته است؛ تعداد جهانی و ایمنی از چرخه‌های بازپخت را نمی‌توان به نام پوشش نسبت داد.
سند Guidelines for SMT soldering، ویرایش 1 (2020)، از Melexis نمونه‌ای از سند سازنده قطعه است که هنگام برنامه‌ریزی لحیم‌کاری و جابه‌جایی می‌توان بررسی کرد. الزامات آن برای قطعات مرتبط Melexis است و نباید به همه قطعات یا بردها تعمیم داده شود. مستندات مربوط به هر قطعه را همراه با مشخصات برد و مواد لحیم‌کاری به کار ببرید.
انتخاب خمیر لحیم نیز تصمیمی جداگانه است. آلیاژ، فلاکس، شابلون و فرایند بازپخت باید با قطعات و برد سازگار باشند؛ انتخاب خمیر لحیم را ببینید.
اتصال‌های سیمی و کنتاکت‌ها به مشخصات جداگانه نیاز دارند
ENIG یا ENEPIG برای اتصال سیمی
ENEPIG یک لایه پالادیوم بین نیکل و طلای غوطه‌وری اضافه می‌کند. به همین دلیل برای برخی کاربردهای اتصال ارزش ارزیابی دارد، اما «ENEPIG» مشخصات کامل اتصال نیست.
در درخواست قیمت، نوع اتصال، جنس و قطر سیم، ابعاد پد، الزامات لایه‌های پوشش و تجهیزات یا فرایند اتصالی را که باید صلاحیت‌سنجی شود مشخص کنید. روش پذیرش اتصال را نیز بنویسید؛ برای نمونه، معیارهای کشش یا برش مربوط و برنامه نمونه‌برداری. سپس تأمین‌کننده می‌تواند تناسب پوشش و کنترل‌های درخواستی با کاربرد را بررسی کند.
صرفاً به این دلیل که هر دو سطح طلایی دارند، ENIG را با ENEPIG یا برعکس جایگزین نکنید. اگر جایگزینی لازم است، پیش از تأیید باید مسئول قطعه و فرایند اتصال آن را در مسیر صلاحیت‌سنجی بررسی کنند.
ENEPIG یا طلای سخت انتخابی برای کنتاکت‌ها
طلای سخت انتخابی رویکرد دیگری است: معمولاً لایه‌ای از طلای آبکاری‌شده روی زیرلایه‌ای مناسب در نواحی تماس مشخص قرار می‌گیرد. این روش برای کاربردهایی است که به سطح تماس مقاوم‌تر در برابر سایش نیاز دارند. مناسب‌بودن آن همچنان به مشخصات پوشش، طراحی کنتاکت و محیط اتصال بستگی دارد.
برای انگشتی‌های لبه‌ای یا کنتاکت‌های لغزشی دیگر، جنس کنتاکت مقابل، نیروی تماس، تعداد دفعات ورود یا چرخه‌های اتصال، محیط و معیار پذیرش سایش را مشخص کنید. هدف چرخه بدون این شرایط کامل نیست. محل تماس را در نقشه دقیقاً مشخص کنید؛ ممکن است بخشی از برد به پدهای لحیم‌پذیر و بخشی دیگر به پوششی متفاوت نیاز داشته باشد.
طراحی با چند نوع پوشش نیازمند بررسی ساخت است. پیش از اتکا به آن، مرز پوشش‌ها، توالی فرایند قابل اجرا، ضخامت پوشش، ماسک‌گذاری و الزامات بازرسی را تأیید کنید. بدون بررسی مونتاژ، فرض نکنید ناحیه طلای سخت می‌تواند جای پوشش معمول پد لحیم را بگیرد.
نگهداری: درباره شرایط توافق کنید، نه یک عمر انبارداری عمومی
مدت نگهداری قابل استفاده برد به پوشش و بسته‌بندی آن وابسته است، اما محیط واقعی نگهداری، نحوه جابه‌جایی، آلودگی و عملیات بعدی نیز اثر دارند. معیارهای پذیرش لحیم‌پذیری و اتصال‌پذیری لزوماً قابل جایگزینی نیستند.
برای خرید، تاریخ ساخت یا ارسال، نوع بسته‌بندی، شرایط نگهداری و زمان بازکردن بسته را ثبت کنید. محدودیت‌های ویژه تمیزی یا مواجهه برای عملیات اتصال را جدا از الزامات لحیم‌کاری بنویسید. سطح کنتاکت و اتصال را از اثر انگشت، سایش و تماس غیرضروری پراب محافظت کنید.
اگر بردها از حد توافق‌شده قدیمی‌ترند، بسته‌بندی آسیب دیده یا سابقه نگهداری نامشخص است:
- بچِ درگیر را قرنطینه کنید و سوابق بچ و نگهداری را حفظ کنید.
- از سازنده و مونتاژکار بخواهید میزان مواجهه را بر اساس معیارهای توافق‌شده بررسی کنند.
- با توجه به عملیات موردنظر درباره آزمون نمونه‌ای یا تعیین تکلیف تصمیم بگیرید. نتیجه آزمون لحیم‌پذیری، اتصال سیمی یا کنتاکت سایشی را تأیید نمی‌کند.
- بچ را خودکار تمیز، تعمیر یا مونتاژ نکنید. تمیزکاری یا تعمیر تأییدنشده ممکن است سطح موردنیاز فرایند را تغییر دهد.
فرایند تمیزکاری پس از مونتاژ نیز شایسته بررسی است، به‌ویژه در نزدیکی رابط‌های حساس. تمیزکاری پس از لحیم‌کاری را ببینید.
سه نمونه برای تصمیم‌گیری
نمونه‌های زیر فرضی‌اند. ابعاد، مدت نگهداری و هدف چرخه‌ها فرض‌هایی برای توضیح تصمیم هستند، نه نتیجه اندازه‌گیری‌شده یا توانمندی APTPCB.
1. کنترل‌کننده سوراخ‌دار با فرایند قلع‌وسرب سازگار
فرضی: کنترل‌کننده از کانکتورهای سوراخ‌دار و قطعات نصب سطحی با گام نسبتاً بزرگ استفاده می‌کند. الزامات محصول سرب را مجاز می‌دانند و مونتاژکار فرایند قلع‌وسرب تأییدشده دارد.
HASL قلع‌وسرب گزینه‌ای معقول برای بررسی است، چون ویژگی‌های در معرض عمدتاً لحیم می‌شوند و آلیاژ مونتاژ آن را مجاز می‌داند. پیش از سفارش، خریدار باید هندسه کوچک‌ترین پد، تحمل مونتاژکار نسبت به تغییرات پوشش و الزامات مربوط به سرب را تأیید کند.
اگر بازنگری بعدی قطعه‌ای با گام ریز و حساس به هم‌صفحه‌بودن اضافه کند، پوشش را دوباره بررسی کنید و انتخاب قبلی را خودکار ادامه ندهید. اگر مشتری یا مقررات مربوط سرب را ممنوع کند، HASL قلع‌وسرب فرض مناسبی نیست.
2. مونتاژ با گام ریز و دوره نگهداری برنامه‌ریزی‌شده
فرضی: یک مونتاژ بدون سرب شامل BGA با گام 0.5 mm است و خریدار انتظار دارد بردهای خام تا پیش از مونتاژ 9 ماه نگهداری شوند.
ENIG گزینه‌ای برای بررسی است، چون سطح تخت‌تر آن می‌تواند به نگرانی‌های مربوط به تختی پد کمک کند. HASL بدون سرب نیز ممکن است قابل بررسی باشد، اما تصمیم باید هندسه واقعی پد و فرایند مونتاژکار را در نظر بگیرد، نه فقط گام را.
9 ماه فرض برنامه‌ریزی است، نه ادعای عمر انبارداری ENIG. درخواست قیمت باید مدت و شرایط نگهداری مطلوب را بیان کند و توصیه‌هایی درباره بسته‌بندی و پذیرش بخواهد. اگر بسته‌بندی ارائه‌شده یا سابقه نگهداری توافق‌شده از این مدت پشتیبانی نکند، پیش از مونتاژ لجستیک را تغییر دهید یا برنامه پذیرش مناسبی تعریف کنید.
3. بردی با اتصال سیمی و کنتاکت لبه‌ای لغزشی
فرضی: محصول به اتصال با سیم طلای 25 µm روی پدهای برد و کانکتور لبه‌ای با هدف 100 چرخه اتصال، تحت بار تماس و محیط تعریف‌شده، نیاز دارد.
ENEPIG گزینه‌ای برای پدهای اتصال است و طلای سخت انتخابی ممکن است برای انگشتی‌های لبه مناسب باشد. هیچ‌کدام صرفاً با نامشان تأیید نمی‌شوند. مسئول اتصال باید الزامات سیم، پد، سطح و آزمون اتصال را تعریف و اعتبارسنجی کند. مسئول کانکتور نیز باید کنتاکت مقابل، نیرو، محیط و معیار پذیرش سایش را مشخص کند.
نقشه ساخت باید هر دو ناحیه و مرزهایشان را نشان دهد. اگر توالی پیشنهادی پوشش‌های ترکیبی قابل پشتیبانی یا صلاحیت‌سنجی نیست، تغییر طراحی یا فرایند را پیش از سفارش حل کنید، نه پس از رسیدن بردها.
انتخاب پوشش را به درخواست قیمت تبدیل کنید
هنگام درخواست قیمت از APTPCB یا گفت‌وگو درباره یک استثنا از فهرست زیر استفاده کنید. الزامات پروژه را ارائه دهید و بدون تأیید، در دسترس‌بودن پوشش، آزمون یا فرایند چندپوششی را فرض نکنید.
| مورد درخواست | اطلاعاتی که باید منتقل شود | پرسشی که باید روشن شود |
|---|---|---|
| پوشش و محل‌ها | نام پوشش، محدودیت‌های سرب، بازنگری نقشه و نواحی در معرض؛ مرز پوشش‌های انتخابی را مشخص کنید. | آیا پوشش یا ترکیب درخواستی برای این طراحی قابل بررسی است؟ |
| لایه‌ها و الزامات پذیرش | محدوده ضخامت لایه‌ها، استاندارد پوشش و ویرایش آن، معیارهای اندازه‌گیری و پذیرش. | انطباق چگونه مستند می‌شود و با مواد خارج از مشخصات چه می‌کنند؟ |
| مونتاژ لحیمی | کوچک‌ترین پدهای مرتبط، الزامات قطعات، آلیاژ لحیم، توالی مونتاژ و مواجهه مورد انتظار با تعمیر. | آیا مونتاژکار پوشش و وضعیت پیشنهادی برد را برای فرایند خود می‌پذیرد؟ |
| اتصال سیمی | جنس و قطر سیم، هندسه پد، فرایند اتصال، الزامات تمیزی و معیارهای کشش یا برش. | پیش از تولید چه صلاحیت‌سنجی و کنترل‌هایی لازم است؟ |
| کنتاکت‌ها | جنس کنتاکت مقابل، هندسه، نیرو، هدف چرخه، محیط و معیار پذیرش سایش. | آیا پوشش انتخابی مشخص‌شده برای سامانه کنتاکت واقعی مناسب است؟ |
| بسته‌بندی و نگهداری | مدت انتظار برنامه‌ریزی‌شده، شرایط نگهداری، نیازهای بسته‌بندی و برچسب‌گذاری، مقصد ارسال و محدودیت‌های جابه‌جایی. | درباره چه شرایط بسته‌بندی و نگهداری توافق می‌شود و در صورت تجاوز چه اقدامی انجام می‌شود؟ |
| بازرسی و تغییرات | مستندات لازم، نمونه‌برداری، قابلیت ردیابی بچ و مسیر تأیید جایگزینی‌ها. | چه کسی تغییر پوشش، بسته‌بندی آسیب‌دیده یا بچ قدیمی را تأیید می‌کند؟ |
برای ارسال نقشه و الزامات پوشش از /quote استفاده کنید، یا پیش از تأیید، پرسش حل‌نشده درباره اتصال، کنتاکت یا بسته‌بندی را از طریق /contact مطرح کنید.
انتخاب عملی
برای بردی که فقط لحیم می‌شود و هندسه آسان‌گیرانه‌ای دارد، اگر آلیاژ نیازهای مونتاژ و محصول را برآورده کند، بررسی هر دو نوع HASL می‌تواند مفید باشد. وقتی تختی بیشتر پدها اهمیت دارد، ENIG اغلب گزینه‌ای برای بررسی است. اگر لحیم‌کاری و کاربرد اتصال صلاحیت‌سنجی‌شده روی یک برد جمع شوند، ENEPIG را در نظر بگیرید. طلای سخت انتخابی نیاز دیگری را برطرف می‌کند: رابط کنتاکت مشخصی که در معرض اتصال و سایش است.
بهترین پوشش آن است که محل، لایه‌ها، نحوه جابه‌جایی و معیارهای پذیرش آن برای برد واقعی تعریف شده باشد. اگر این جزئیات مشخص نیست، پیش از تلقی نام پوشش به‌عنوان مشخصات تأییدشده، آن‌ها را با مونتاژکار، مسئول اتصال یا کانکتور و سازنده روشن کنید.