PCB üretimi ve montajı konusundaki deneyimimize dayanan yeni blog serimize hoş geldiniz, mühendislerimizin katkılarıyla. Yıllar içinde, donanım geliştirme sürecinde birçok hata ve sonrasında yaşanan kayıplara tanık olduk. Biraz anlayış, ileri görüşlülük ve sabır ile bu sorunların birçoğu kolayca önlenebilir. Bu seri, karşılaştığımız bazı gerçek yaşam örneklerine bakarak anlayış kısmını ele almayı amaçlıyor.
Bugün, bir Seeed Fusion PCBA müşterisinin tasarımıyla ilgili gerçek bir vaka çalışmasını sizinle paylaşacağız. Siparişi verirken, müşteri varsayılan HASL yüzey kaplamasını talep etti, ancak Malzeme Listesi’nde 0.4mm BGA yer alıyordu. Dört topu olan küçük bir BGA, ancak 0.4mm aralıklı BGA ve HASL yüzey kaplaması kombinasyonu alarm zillerini çaldırmalı, işte nedeni:
HASL yüzey kaplaması, bakır padleri oksidasyondan koruyan bir lehim kaplamasıdır. Adından da anlaşılacağı gibi, Sıcak Hava Lehim Seviyesi tekniği, kartların eritilmiş lehim banyosuna daldırılmasını ve ardından fazla lehimi mümkün olduğunca çıkarmak için sıcak hava bıçağı kullanılmasını içerir. Ancak daha önce bir bağlantı lehimlemiş olan herkes bilir ki, lehim sıvı haldeyken su gibi davranır; damlacıklar oluşturma eğilimindedir ve diğer sıvı lehim damlacıklarıyla birleşmeyi sever. Yüksek yüzey gerilimi, yüzeyi eşit bir şekilde kaplamak yerine düzensiz bir yüzey ve yuvarlak kenarlar, bir menisküs oluşturur.
Soldaki HASL kaplaması ve sağdaki ENIG kaplamasının bu görüntülerini karşılaştırın:
Daha büyük padler ve bağlantı uçları için, düzensiz yüzey veya teknik terimlerle kötü ko-planarite, padlerin lehimlenebilirliği üzerinde neredeyse hiç etki etmez, ancak bileşen bağlantı uçları ve padler küçüldükçe ve birbirine daha yakın hale geldikçe, bu durum giderek daha ciddi hale gelir ve verim üzerinde büyük bir etki yaratabilir.
Buna rağmen, müşteri HASL kaplamasıyla devam etme konusunda ısrar etti ve 10 parçalık bir ilk test çalışmasından sonra, BGA bağlantıları zayıf dayanıklılık, güvenilirlik gösterdi ve bazı padlerde yetersiz ıslanma belirtileri gösterdi. Padlerin analizi, padlerin %30’unun (bu, her BGA için en az bir pad demektir) farklı boyut veya şekle sahip olduğunu gösterdi; bu da lehim pastası uygulaması sırasında kötü bir sızdırmazlığa yol açtı ve dolayısıyla lehim topu boyutlarında farklılıklara neden oldu.
Ayrıca, HASL sürecinin kalitesi ve lehim alaşımının bileşimi, planarlılığı etkiler, bu nedenle HASL’nin yönetebileceği pad boyutları için belirli sınırlar yoktur. Ancak genel bir önlem olarak, 0.5mm’den daha küçük aralıklı ince pitch bileşenlerin ve 0.5mm aralıklı BGA’ların HASL kullanmaması gerektiği söylenebilir. Güvende olmak için, HASL sürecinin kalitesinden emin değilseniz, 0.8mm aralıklı BGA’lar için sınırı yükseltmeyi düşünebilirsiniz.
Seeed’de, bu soruna yönelik tercih ettiğimiz çözüm ENIG yüzey kaplamasına geçmektir, Electroless Nickel Immersion Gold. Bu teknik, önce bakır yüzeyleri nikel ile kaplamak ve ardından üstüne ince bir saf altın tabakası eklemek için kimyasal bir süreç kullanır. HASL’den daha pahalıdır (gerçekten altındır), ancak kaplama sürecinin doğası, üstün yüzey planarlığı sunmasına olanak tanır.
Tarihsel olarak, HASL, basitliği nedeniyle delikli teknoloji döneminin en popüler yüzey kaplamasıydı. Ancak daha sıkı çevresel düzenlemelerin getirilmesiyle, kurşun bazlı lehim kaplaması giderek daha az popüler hale geldi ve kurşunsuz seçenekler, ENIG ve kurşunsuz HASL dahil, daha yaygın hale geldi.
HASL yüzey kaplaması kullanım hacminin diğer kurşunsuz varyantlar lehine büyük ölçüde düştüğünü unutmayın. Şimdi, daha küçük form faktörleri ve dolayısıyla daha küçük bileşenler talebi nedeniyle bu oran daha da artmaktadır.
Her yüzey kaplamasının kendi avantajları ve dezavantajları vardır ve bu nedenle farklı amaçlar için uygundur.
| Yüzey Kaplaması | Özellikler | Maliyet |
| Kurşunsuz HASL | Düzensiz yüzey planarlığı, daha büyük padler ve aralıklar için uygundur. HDI kartlar için uygun değildir. Süreç kirli, kokulu ve yüksek sıcaklıklar gerektirir. İyi lehimlenebilirlik. | Orta-yüksek |
| OSP | Padler düzgün ve düz. Denetimi zor, yeniden işlenebilirliği kötü (fabrika dışında), elleçlemeye duyarlı. Süreç basit, düşük maliyetli ve çevre dostudur. İyi lehimlenebilirlik. | Düşük |
| Kaplama Altın (ENIG) | Padler düzgün ve düz. İyi lehimlenebilirlik ve korozyon direnci. Süreç kontrolü zor, siyah pad riski. | Yüksek |
| Kaplama Gümüş | Padler düzgün ve düz. İyi lehimlenebilirlik ve yeniden işlenebilirlik. Yüksek depolama gereksinimleri, kolayca oksitlenir. | Orta |
| Elektrolitik Altın | Kaplama düzgün değil. İyi temaslar (altın parmaklar vb.) için uygundur, bağlanabilir. Pahalı, kaplama/bus barlar gerektirir. | En yüksek |
Bu, hem kurşunsuz hem de kurşunlu varyantlarıyla HASL’nin ince pitch bileşenler için uygun olmadığını gösteriyor; ancak, ya ucuz ya da güvenilir olan birçok alternatif bulunmaktadır.
Seeed Fusion’da, yaygın karar HASL veya ENIG arasında olmaktadır, çünkü bunlar prototipleme ve nispeten küçük parti siparişleri için en popüler seçimlerdir. Üretim hacimleri kitlesel ölçeğe doğru ilerledikçe, tasarım ve bütçeye göre diğer yüzey kaplamaları dikkate alınmalıdır.
PCB tasarımı ve montajı hakkında daha fazla bilgi için yeni serimize göz atın ve düşüncelerinizi bizimle paylaşın.
Seeed Fusion hizmeti, 10 yılı aşkın süredir uygun fiyatlı ve pratik PCB üretimi, PCB montajı ve diğer donanım üretim hizmetleri sunmaktadır. Çevrimiçi teklif platformları, birkaç tıklama ile anlık ve şeffaf teklifler almayı mümkün kılmaktadır.
Bağımsız PCB üretimi için fiyatlar, on parça için sadece 4.90 $’dan başlamaktadır. Daha karmaşık ve özel gereksinimler için Premium ve Gelişmiş hizmetler de mevcuttur.
Fusion’ın yıldız hizmeti, anahtar teslim PCB montaj hizmetidir; bu hizmet, PCB üretimi, bileşen temini ve montajı ile ilgilenir, böylece tasarım ve test süreçlerine odaklanabilirsiniz. Tüm PCBA siparişleri dünya genelinde ücretsiz kargo ile gelir ve test ve sertifikasyon gibi çeşitli seçenekler ve ek hizmetler mevcuttur.
Şimdi, Eylül ayı sonuna kadar 100’den fazla parça siparişleri için işlem ücretleri düşürülmüştür. Bugün Seeed Fusion PCBA hizmeti hakkında daha fazla bilgi edinin.