Jak povrchová úprava desky plošných spojů FR-4 ovlivňuje její elektrické a mechanické vlastnosti?

PCB FR-4je druh epoxidového laminátu zpomalujícího hoření, vyztuženého tkaným sklem. Substrát je široce používán jako izolační základní materiál pro elektronické obvody na deskách plošných spojů (PCB). Poprvé byl představen National Electrical Manufacturers Association (NEMA) ve Spojených státech v 50. letech 20. století. Zkratka „FR“ znamená zpomalovač hoření a používá se k popisu protipožárních vlastností materiálu PCB.

1. Jaká je povrchová úprava PCB FR-4?

Povrchová úprava PCB FR-4 se vztahuje k povlaku nebo vrstvě nanesené na jeho vnější straně. Ovlivňuje elektrický a mechanický výkon desky. Povrchová úprava chrání stopy mědi před oxidací, znečištěním a přemostěním pájky. Zlepšuje také pájitelnost, adhezi a lepení drátů. Mezi běžné typy povrchových úprav patří HASL, ENIG, OSP, imerzní stříbro, ponorný cín a ENEPIG.

2. Jak povrchová úprava ovlivňuje elektrický výkon FR-4 PCB?

Povrchová úprava FR-4 PCB hraje zásadní roli v elektrickém výkonu desky. Ovlivňuje impedanci, kapacitu a integritu signálu obvodů. Volba povrchové úpravy závisí na provozní frekvenci, rychlosti signálu a požadavcích na šum. Například holá měděná úprava je vhodná pro nízkofrekvenční a nízkorychlostní signály. Naproti tomu povrchová úprava ENIG je vhodná pro vysokofrekvenční a vysokorychlostní signály díky nízké ztrátě signálu a konzistentní plochosti.

3. Jak povrchová úprava ovlivňuje mechanický výkon desky plošných spojů FR-4?

Povrchová úprava FR-4 PCB také ovlivňuje mechanický výkon desky. Ovlivňuje spolehlivost, životnost a pevnost pájeného spoje desky. Povrchová úprava musí odolat tepelným cyklům, působení vlhkosti a mechanickému namáhání, aniž by došlo k delaminaci, praskání nebo odlupování. Například povrchová úprava OSP je náchylná k poškrábání a má omezenou trvanlivost a možnost opětovného zpracování. Naproti tomu povrchová úprava HASL je robustní, ale má nestejnou tloušťku a koplanaritu.

Závěrem lze říci, že povrchová úprava FR-4 PCB hraje významnou roli při určování jeho elektrického a mechanického výkonu. Volba povrchové úpravy závisí na konkrétních požadavcích aplikace a konstrukčních úvahách. Je nezbytné vybrat spolehlivého dodavatele DPS se zkušenostmi s poskytováním vysoce kvalitních DPS s požadovanou povrchovou úpravou.

Hayner PCB Technology Co., Ltd. je přední výrobce PCB se sídlem v Číně. Specializujeme se na vysoce kvalitní DPS s širokou škálou povrchových úprav, včetně HASL, ENIG, OSP, imerzní stříbro, imerzní cín a ENEPIG. Naše produkty jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích, jako jsou telekomunikace, lékařství, automobilový průmysl, průmysl a spotřební elektronika. Máte-li jakékoli dotazy nebo dotazy, neváhejte nás kontaktovat nasales2@hnl-electronic.com.

Reference:

J. Liu, Y. Chen a X. Wang. (2017). Vliv povrchové úpravy na elektrickou spolehlivost desek plošných spojů FR-4 s vysokým Tg. IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 7(6), 889-898.

S. Huang, L. Lu a X. Gu. (2018). Vliv povrchové úpravy PCB na spolehlivost pájeného spoje při tepelném cyklování. Materials Science Forum, 916, 268-276.

C. Zhang, Y. Xing a F. Zhao. (2019). Vliv povrchové úpravy na mechanické vlastnosti desky s plošnými spoji na základě nano-indentace a analýzy konečných prvků. Spolehlivost mikroelektroniky, 100, 113326.

A. Khater, M. Abdelghany a M. Khattab. (2020). Vliv povrchové úpravy na elektrické a mechanické vlastnosti desek plošných spojů FR-4. Materials Today: Proceedings, 27(2), 259-264.

S. Kim, J. Moon a D. Lee. (2021). Konfigurace povrchu a výkon desky s plošnými spoji s různými podmínkami pokovování bezproudovým niklovým pokovováním (ENIG). Nátěry, 11(2), 144.

B. Xu, Y. Zhang a C. Qian. (2021). Studie o vztahu mezi povrchovou úpravou PCB a pevností spoje. Materials Research Express, 8(5), 056501.

K. Lu, L. Liu a X. Li. (2021). Výzkum povrchové struktury desky s plošnými spoji na základě vysokorychlostního frézování a jeho vlivu na smáčivost. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 114, 2787-2795.

H. Wang, X. Wang a D. Liu. (2021). Výzkum vlivu povrchové úpravy PCB na výdrž COB LED balení. Journal of Electronic Packaging, 143(3), 031011.

T. Huang, Y. Huang a Y. Zhou. (2021). Vliv povrchové úpravy na elektromigraci pájecího drátu Sn-3,0Ag-0,5Cu. Electronic Materials Letters, 17(3), 422-428.

Y. Li, L. Yang a C. Zhang. (2021). Spolehlivost pájených spojů součástí 01005 na flexibilních deskách s plošnými spoji s různými povrchovými úpravami. Spolehlivost mikroelektroniky, 121, 114228.

X. Chen, X. Zhang a Q. Zhang. (2021). Výzkum povrchové úpravy DPS na základě slitinového pokovování Cu-Ni-P. Applied Sciences, 11(9), 3923.