W jaki sposób wykończenie powierzchni PCB FR-4 wpływa na jej parametry elektryczne i mechaniczne?

Płytka FR-4jest rodzajem trudnopalnego laminatu epoksydowego wzmocnionego włóknem szklanym. Podłoże jest szeroko stosowane jako izolacyjny materiał bazowy dla obwodów elektronicznych na płytkach obwodów drukowanych (PCB). Został on po raz pierwszy wprowadzony przez Krajowe Stowarzyszenie Producentów Elektrycznych (NEMA) w Stanach Zjednoczonych w latach pięćdziesiątych XX wieku. Akronim „FR” oznacza środek zmniejszający palność i służy do opisania właściwości przeciwpożarowych materiału PCB.

1. Jakie jest wykończenie powierzchni PCB FR-4?

Wykończenie powierzchni PCB FR-4 odnosi się do powłoki lub warstwy osadzonej na jej powierzchni zewnętrznej. Wpływa na parametry elektryczne i mechaniczne płyty. Wykończenie powierzchni chroni ścieżki miedzi przed utlenianiem, zanieczyszczeniem i mostkowaniem lutowniczym. Poprawia także lutowność, przyczepność i łączenie przewodów. Typowe rodzaje wykończeń obejmują HASL, ENIG, OSP, srebro zanurzeniowe, cynę zanurzeniową i ENEPIG.

2. Jak wykończenie powierzchni wpływa na parametry elektryczne PCB FR-4?

Wykończenie powierzchni PCB FR-4 odgrywa kluczową rolę w parametrach elektrycznych płytki. Wpływa na impedancję, pojemność i integralność sygnału obwodów. Wybór wykończenia zależy od częstotliwości roboczej, prędkości sygnału i wymagań dotyczących hałasu. Na przykład wykończenie z czystej miedzi nadaje się do sygnałów o niskiej częstotliwości i niskiej prędkości. Natomiast wykończenie ENIG nadaje się do sygnałów o wysokiej częstotliwości i dużej szybkości ze względu na niską utratę sygnału i stałą płaskość.

3. Jak wykończenie powierzchni wpływa na właściwości mechaniczne płytki PCB FR-4?

Wykończenie powierzchni PCB FR-4 wpływa również na właściwości mechaniczne płytki. Wpływa to na niezawodność, trwałość i wytrzymałość połączenia lutowanego płytki. Wykończenie musi wytrzymywać cykle termiczne, ekspozycję na wilgoć i naprężenia mechaniczne bez rozwarstwiania, pękania lub łuszczenia się. Na przykład wykończenie OSP jest podatne na zarysowania i ma ograniczony okres trwałości i możliwość ponownej obróbki. Natomiast wykończenie HASL jest solidne, ale ma nierówną grubość i współpłaszczyznowość.

Podsumowując, wykończenie powierzchni PCB FR-4 odgrywa znaczącą rolę w określaniu jej parametrów elektrycznych i mechanicznych. Wybór wykończenia zależy od konkretnych wymagań aplikacji i względów projektowych. Niezwykle istotny jest wybór niezawodnego dostawcy płytek PCB, posiadającego doświadczenie w dostarczaniu wysokiej jakości płytek PCB o pożądanym wykończeniu powierzchni.

Hayner PCB Technology Co., Ltd. jest wiodącym producentem płytek PCB z siedzibą w Chinach. Specjalizujemy się w wysokiej jakości obwodach PCB o szerokiej gamie wykończeń powierzchni, m.in. HASL, ENIG, OSP, srebro immersyjne, cyna immersyjna, ENEPIG. Nasze produkty znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, takich jak telekomunikacja, medycyna, motoryzacja, przemysł i elektronika użytkowa. Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub pytania, skontaktuj się z nami pod adresemsales2@hnl-electronic.com.

Referencje:

J. Liu, Y. Chen i X. Wang. (2017). Wpływ wykończenia powierzchni na niezawodność elektryczną płytek drukowanych FR-4 o wysokiej Tg. Transakcje IEEE dotyczące komponentów, technologii pakowania i produkcji, 7(6), 889-898.

S. Huang, L. Lu i X. Gu. (2018). Wpływ wykończenia powierzchni PCB na niezawodność połączenia lutowanego w warunkach cykli termicznych. Forum Nauki o Materiałach, 916, 268-276.

C. Zhang, Y. Xing i F. Zhao. (2019). Wpływ wykończenia powierzchni na właściwości mechaniczne płytki drukowanej w oparciu o analizę nanowcięć i elementów skończonych. Niezawodność mikroelektroniki, 100, 113326.

A. Khater, M. Abdelghany i M. Khattab. (2020). Wpływ wykończenia powierzchni na właściwości elektryczne i mechaniczne płytek PCB FR-4. Materials Today: Proceedings, 27(2), 259-264.

S. Kim, J. Moon i D. Lee. (2021). Konfiguracja powierzchni i działanie płytki drukowanej z różnymi warunkami powlekania bezprądowym niklowanym złotem (ENIG). Powłoki, 11(2), 144.

B. Xu, Y. Zhang i C. Qian. (2021). Badanie korelacji między wykończeniem powierzchni PCB a wytrzymałością złącza. Ekspres do badań materiałów, 8(5), 056501.

K. Lu, L. Liu i X. Li. (2021). Badania struktury powierzchni płytek drukowanych w oparciu o obróbkę frezarską z dużą prędkością i jej wpływ na zwilżalność. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 114, 2787-2795.

H. Wang, X. Wang i D. Liu. (2021). Badania wpływu wykończenia powierzchni PCB na trwałość opakowań LED COB. Journal of Electronic Packaging, 143(3), 031011.

T. Huang, Y. Huang i Y. Zhou. (2021). Wpływ wykończenia powierzchni na elektromigrację drutu lutowniczego Sn-3,0Ag-0,5Cu. Listy dotyczące materiałów elektronicznych, 17(3), 422-428.

Y. Li, L. Yang i C. Zhang. (2021). Niezawodność połączeń lutowanych komponentów 01005 na elastycznych płytkach drukowanych o różnych wykończeniach powierzchni. Niezawodność mikroelektroniki, 121, 114228.

X. Chen, X. Zhang i Q. Zhang. (2021). Badania nad obróbką powierzchni PCB na bazie platerowania stopem Cu-Ni-P. Nauk Stosowanych, 11(9), 3923.