Permukaan akhir PCB (Printed Circuit Board) mengacu pada jenis pelapisan atau perawatan yang diterapkan pada jejak dan bantalan tembaga yang terbuka pada permukaan papan.Penyelesaian permukaan memiliki beberapa tujuan, termasuk melindungi tembaga yang terbuka dari oksidasi, meningkatkan kemampuan solder, dan menyediakan permukaan datar untuk pemasangan komponen selama perakitan.Hasil akhir permukaan yang berbeda menawarkan tingkat kinerja, biaya, dan kompatibilitas yang berbeda-beda dengan aplikasi tertentu.
Pelapisan emas dan perendaman emas adalah proses yang umum digunakan dalam produksi papan sirkuit modern.Dengan meningkatnya integrasi IC dan bertambahnya jumlah pin, proses penyemprotan solder vertikal kesulitan untuk meratakan bantalan solder kecil, sehingga menimbulkan tantangan bagi perakitan SMT.Selain itu, umur simpan pelat timah yang disemprotkan juga pendek.Proses pelapisan emas atau pencelupan emas menawarkan solusi terhadap permasalahan ini.
Dalam teknologi pemasangan permukaan, khususnya untuk komponen ultra-kecil seperti 0603 dan 0402, kerataan bantalan solder secara langsung berdampak pada kualitas pencetakan pasta solder, yang pada gilirannya secara signifikan mempengaruhi kualitas penyolderan reflow berikutnya.Oleh karena itu, penggunaan pelapisan emas papan penuh atau emas imersi sering diamati dalam proses pemasangan permukaan dengan kepadatan tinggi dan sangat kecil.
Selama tahap uji coba produksi, karena faktor-faktor seperti pengadaan komponen, papan sering kali tidak langsung disolder setelah tiba.Sebaliknya, mereka mungkin menunggu berminggu-minggu atau bahkan berbulan-bulan sebelum digunakan.Umur simpan papan berlapis emas dan papan emas perendaman jauh lebih lama dibandingkan papan berlapis timah.Oleh karena itu, proses-proses ini lebih disukai.Biaya PCB emas berlapis emas dan perendaman selama tahap pengambilan sampel sebanding dengan biaya papan paduan timah-timah.
1. Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG): Ini adalah metode perawatan permukaan PCB yang umum.Ini melibatkan penerapan lapisan nikel tanpa listrik sebagai lapisan perantara pada bantalan solder, diikuti dengan lapisan emas pencelupan pada permukaan nikel.ENIG menawarkan keunggulan seperti kemampuan menyolder yang baik, kerataan, ketahanan terhadap korosi, dan kinerja penyolderan yang baik.Karakteristik emas juga membantu mencegah oksidasi, sehingga meningkatkan stabilitas penyimpanan jangka panjang.
2. Hot Air Solder Leveling (HASL): Ini adalah metode perawatan permukaan umum lainnya.Dalam proses HASL, bantalan solder dicelupkan ke dalam paduan timah cair dan sisa solder dihilangkan menggunakan udara panas, sehingga meninggalkan lapisan solder yang seragam.Keunggulan HASL mencakup biaya yang lebih rendah, kemudahan pembuatan dan penyolderan, meskipun presisi dan kerataan permukaannya mungkin relatif lebih rendah.
3. Elektroplating Emas: Metode ini melibatkan pelapisan lapisan emas pada bantalan solder.Emas unggul dalam konduktivitas listrik dan ketahanan terhadap korosi, sehingga meningkatkan kualitas penyolderan.Namun pelapisan emas umumnya lebih mahal dibandingkan metode lainnya.Ini terutama diterapkan pada aplikasi jari emas.
4. Pengawet Kemampuan Solder Organik (OSP): OSP melibatkan penerapan lapisan pelindung organik pada bantalan solder untuk melindunginya dari oksidasi.OSP menawarkan kerataan yang baik, kemampuan menyolder, dan cocok untuk aplikasi tugas ringan.
5. Timah Perendaman: Mirip dengan emas perendaman, timah perendaman melibatkan pelapisan bantalan solder dengan lapisan timah.Timah perendaman memberikan kinerja penyolderan yang baik dan relatif hemat biaya dibandingkan metode lainnya.Namun, emas ini mungkin tidak sebaik emas imersi dalam hal ketahanan terhadap korosi dan stabilitas jangka panjang.
6. Pelapisan Nikel/Emas: Metode ini mirip dengan emas perendaman, tetapi setelah pelapisan nikel tanpa listrik, lapisan tembaga dilapisi diikuti dengan perlakuan metalisasi.Pendekatan ini menawarkan konduktivitas dan ketahanan korosi yang baik, cocok untuk aplikasi berkinerja tinggi.
7. Pelapisan Perak: Pelapisan perak melibatkan pelapisan bantalan solder dengan lapisan perak.Perak sangat baik dalam hal konduktivitas, namun mungkin teroksidasi bila terkena udara, biasanya memerlukan lapisan pelindung tambahan.
8. Pelapisan Emas Keras: Metode ini digunakan untuk titik kontak konektor atau soket yang memerlukan pemasangan dan pelepasan yang sering.Lapisan emas yang lebih tebal diterapkan untuk memberikan ketahanan aus dan kinerja korosi.
Perbedaan antara Pelapisan Emas dan Emas Perendaman:
1. Struktur kristal yang dibentuk oleh pelapisan emas dan emas perendaman berbeda.Pelapisan emas memiliki lapisan emas yang lebih tipis dibandingkan dengan emas imersi.Pelapisan emas cenderung lebih kuning dibandingkan emas imersi, yang menurut pelanggan lebih memuaskan.
2. Emas perendaman memiliki karakteristik penyolderan yang lebih baik dibandingkan dengan pelapisan emas, sehingga mengurangi cacat penyolderan dan keluhan pelanggan.Papan emas perendaman memiliki tekanan yang lebih terkendali dan lebih cocok untuk proses pengikatan.Namun karena sifatnya yang lebih lembut, emas perendaman kurang tahan lama untuk jari emas.
3. Perendaman emas hanya melapisi emas-nikel pada bantalan solder, tidak mempengaruhi transmisi sinyal pada lapisan tembaga, sedangkan pelapisan emas mungkin mempengaruhi transmisi sinyal.
4. Pelapisan emas keras memiliki struktur kristal yang lebih padat dibandingkan emas perendaman, sehingga kurang rentan terhadap oksidasi.Emas perendaman memiliki lapisan emas yang lebih tipis, sehingga nikel dapat berdifusi keluar.
5. Perendaman emas lebih kecil kemungkinannya menyebabkan korsleting kawat pada desain kepadatan tinggi dibandingkan dengan pelapisan emas.
6. Emas perendaman memiliki daya rekat yang lebih baik antara lapisan penahan solder dan lapisan tembaga, yang tidak mempengaruhi jarak selama proses kompensasi.
7. Emas imersi sering digunakan untuk papan dengan permintaan lebih tinggi karena kerataannya yang lebih baik.Pelapisan emas umumnya menghindari fenomena bantalan hitam pasca-perakitan.Kerataan dan umur simpan papan emas perendaman sama baiknya dengan papan pelapisan emas.
Memilih metode perawatan permukaan yang tepat memerlukan pertimbangan faktor-faktor seperti kinerja listrik, ketahanan korosi, biaya, dan persyaratan aplikasi.Tergantung pada keadaan tertentu, proses perawatan permukaan yang sesuai dapat dipilih untuk memenuhi kriteria desain.
Waktu posting: 18 Agustus-2023
