สำหรับการประกอบ BGA และฟายน์พิตช์ ให้เลือกผิวหน้าแบบเรียบ ENIG เป็นตัวเลือกมาตรฐานที่เหมาะสมสำหรับบอร์ดส่วนใหญ่ ส่วน ENEPIG ก็สมเหตุสมผลกับราคาที่สูงกว่าเมื่อบอร์ดมีไดที่ต่อด้วยลวด (wire-bonded die) หรือจะต้องผ่านวัฏจักรความร้อนหลายครั้ง และผิวหน้าแบบชุบเงิน (immersion silver) หรือ OSP ก็ใช้งานได้ดีเมื่อให้ความสำคัญกับต้นทุนหรือการสูญเสียที่ความถี่สูงมากกว่าช่วงอายุการเก็บรักษา เรามักจะแนะนำให้หลีกเลี่ยงการใช้ HASL เพราะมงกุฎบัดกรีที่ไม่เรียบของมันส่งผลเสียต่อทั้งการพิมพ์สเตนซิลและการวางบอลบนแพดขนาดเล็ก
จากประสบการณ์ของเรา เคมีมีความสำคัญน้อยกว่าสองคำถามในทางปฏิบัติ: แผงวงจรจะต้องผ่านการรีโฟลว์กี่รอบ และแผงวงจรเปล่าจะถูกเก็บไว้นานแค่ไหนก่อนเข้าสู่ไลน์ SMT ตอบคำถามเหล่านั้นอย่างตรงไปตรงมา แล้วตัวเลือกที่เหมาะสมมักจะชัดเจนเอง
ทำไมความเรียบของผิวหน้าจึงมีความสำคัญมากกว่าเมื่อเป็นพิตช์ละเอียด?
เนื่องจากปริมาณตะกั่วบัดกรีหดตัวลง ในขณะที่ความแปรผันของผิวเคลือบไม่เปลี่ยนแปลง บน BGA ที่มีระยะพิทช์ 1.27 มม. แผ่นรองที่สูงกว่าระดับเล็กน้อยไม่กี่ไมครอนหรือมีออกซิเดชันเล็กน้อยจะถูกชดเชยด้วยปริมาณครีมบัดกรีที่พอเพียงและลูกบอลขนาดใหญ่ แต่ที่ระยะพิทช์ 0.5 มม. หรือต่ำกว่า ช่องเปิดมีขนาดเล็ก ก้อนครีมบัดกรีมีขนาดเล็ก และลูกบอลก็มีขนาดเล็ก ดังนั้นความแปรผันเท่าเดิมจึงกลายเป็นขาเปิด ขาลัดวงจร หรือรอยบัดกรีแบบหัวบนหมอน
คุณสมบัติสี่ประการของผิวสำเร็จจะส่งผลโดยตรงต่ออัตราผลผลิตในการประกอบของชิ้นส่วนเหล่านี้:
•ความเป็นระนาบแผ่นสเตนซิลต้องแนบสนิทและราบเรียบกับแต่ละแผ่นแพด แพดที่นูนหรือไม่เรียบจะทำให้เนื้อครีมบัดกรีไหลซึมออกมาจากใต้ฟอยล์หรือทำให้ปริมาณครีมบัดกรีที่ฝากไว้ไม่เพียงพอ
•การเปียกแผ่นรองบัดกรีขนาดเล็กทำให้เนื้อบัดกรีมีพื้นที่และเวลาในการกระจายตัวน้อยมาก การเคลือบผิวที่เปียกตัวได้ช้า จะทำให้แผ่นรองบัดกรีบางส่วนเปียกไม่ทั่ว ซึ่งไม่มีใครมองเห็นได้เมื่อวางแพ็กเกจลงไปแล้ว
•สภาพหลังจากการรีโฟลว์ครั้งแรกบนแผงวงจรสองหน้า ด้านที่สองจะถูกพิมพ์ลงบนแผ่นรองบัดกรีที่เคยผ่านอุณหภูมิสูงสุดมาแล้วบางชนิดของฟินิชสามารถทนผ่านกระบวนการนั้นได้ดี ในขณะที่ชนิดอื่น ๆ สูญเสียความสามารถในการบัดกรีไปเป็นจำนวนมาก
•ส่วนต่อประสานที่ถูกทิ้งไว้การเคลือบผิวเป็นตัวกำหนดว่าข้อต่อจะก่อตัวบนทองแดงหรือบนนิกเกิล และบริเวณรอยต่อดังกล่าวคือจุดที่ข้อต่อ BGA มักล้มเหลวเมื่อเกิดการตกกระแทก การดัดงอ หรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบเป็นวัฏจักร
สิ่งเหล่านี้จะไม่ปรากฏให้เห็นในภาพ AOI ของ BGA เนื่องจากข้อต่อซ่อนอยู่ใต้แพ็กเกจ เอ็กซ์เรย์สามารถตรวจพบสะพานเชื่อมและโพรงขนาดใหญ่ได้ แต่จะไม่สามารถบอกคุณได้ว่าข้อต่อนั้นอยู่บนรอยต่อที่อ่อนแอ นั่นคือเหตุผลที่เรา ถือว่าการเลือกชนิดผิวสำเร็จเป็นส่วนหนึ่งของการประกอบแผงวงจรแบบ BGAการวางแผนในขั้นตอนการเสนอราคา แทนที่จะเป็นเพียงช่องให้ทำเครื่องหมายในใบสั่งผลิต
เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง แผ่นวงจรมาตรฐาน FR4 ของเรารองรับระยะห่างขั้นต่ำระหว่าง BGA/SMD ที่ 0.2 มม. ที่ค่าปลายช่วงนี้ คุณสมบัติทุกข้อข้างต้นล้วนทำงานใกล้ถึงขีดจำกัดของมัน และควรตรวจสอบชิ้นส่วนของคุณกับรายการของเราแพ็กเกจ SMT ที่รองรับก่อนที่การจบจะถูกล็อกไว้
เหตุใด HASL จึงไม่เหมาะสำหรับชิ้นส่วน BGA และขนาดพิชช์ละเอียด?
เพราะมันเป็นผิวสำเร็จที่เรียบที่สุดน้อยที่สุดในตัวเลือกทั้งหมดบนเมนู HASL จะจุ่มแผงลงในบัดกรีหลอมเหลวแล้วเป่าบัดกรีส่วนเกินออกด้วยมีดลมร้อน การเคลือบที่เหลืออยู่จะแตกต่างกันไปตามขนาดแผด ทิศทางการวางแผดเมื่อเทียบกับทิศทางของมีดลมร้อน และตำแหน่งบนแผง แผดขนาดเล็กมักจะมีลักษณะโค้งนูนเป็นมงกุฎ ในขณะที่แผดขนาดใหญ่จะออกมาค่อนข้างแบนกว่า
บนลายวงจรแลนแพตเทิร์นของ BGA ส่วนโค้งนูนนี้ทำให้เกิดปัญหาสามประการ แผ่นสเตนซิลจะโยกบนจุดสูงและปิดผนึกได้ไม่สนิท ทำให้ปริมาณครีมประสานเปลี่ยนไปในแต่ละแพด ลูกบอลบัดกรีอาจกลิ้งเบี้ยวออกจากจุดกึ่งกลางระหว่างการวาง ซึ่งจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษบน CSP ที่มีน้ำหนักเบา และบัดกรีที่มีอยู่บนแพดแล้วจะไปเพิ่มปริมาตรของจุดบัดกรีในลักษณะที่การออกแบบสเตนซิลของคุณไม่ได้คำนึงถึงไว้เลย
การเคลือบผิวบัดกรีแบบ HASL ปราศจากสารตะกั่วจะเพิ่มภาระด้านความร้อนเข้าไปอีก หม้อบัดกรีต้องทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่าตอนใช้ดีบุก-ตะกั่ว ดังนั้นบอร์ดเปล่าจึงต้องผ่านกระบวนการทนความร้อนสูงเพิ่มเติมหนึ่งครั้งก่อนที่การประกอบจะเริ่มขึ้นจริง ๆ สำหรับบอร์ดหลายชั้นที่มีความหนา นั่นหมายถึงการขยายตัวตามแกน z อีกหนึ่งรอบทั่วทุกรูชุบทองแดง
การเคลือบผิวแบบ HASL และ HASL ปลอดสารตะกั่วยังคงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับบอร์ดที่ส่วนใหญ่ใช้ชิ้นส่วนแบบทะลุรูและ SMT แบบระยะห่างหยาบ และเราสามารถจัดหาได้ทั้งสองแบบ ประเด็นคือการเคลือบผิวจะครอบคลุมทั้งบอร์ด หากมีชิ้นส่วน BGA ระยะห่างละเอียดเพียงตัวเดียวอยู่ที่มุม บอร์ดควรเลือกใช้การเคลือบผิวจากความต้องการของ BGA นั้น ไม่ใช่จากแถวของคอนเนกเตอร์แบบทะลุรูที่อยู่รอบ ๆ
ENIG: ใช้งานได้ที่ไหนและคำถามเกี่ยวกับแผ่นสีดำ
ENIG เป็นผิวชุบที่เราแนะนำสำหรับบอร์ด BGA ส่วนใหญ่ หากสายการชุบถูกควบคุมอย่างเหมาะสม โดยจะชุบนิกเกิล-ฟอสฟอรัสแบบไม่ใช้กระแสไฟฟ้าหลายไมครอน ตามด้วยชั้นทองแบบจุ่มบาง ๆ ซึ่งมีข้อกำหนดความหนาระบุไว้ในมาตรฐาน IPC-4552 ผลลัพธ์ที่ได้คือพื้นผิวที่เรียบ เก็บรักษาได้นาน และทนต่อการรีโฟลว์ปลอดสารตะกั่วหลายรอบโดยไม่สูญเสียความสามารถในการเชื่อมประสานแบบที่พบในผิวชุบชนิดออร์แกนิกหรือผิวดีบุก
ระหว่างการบัดกรี ทองคำชั้นบางจะละลายเข้าไปในตะกั่วบัดกรีเกือบจะทันที และรอยต่อที่เกิดขึ้นจริงจะยึดอยู่บนชั้นนิกเกิล บริเวณรอยต่อระหว่างนิกเกิลกับดีบุกนั้นคือส่วนที่รับแรงทั้งหมด และยังเป็นจุดที่มีจุดอ่อนที่เป็นที่รู้จักของ ENIG อยู่ด้วย
แผ่นดำ (Black pad) คือการกัดกร่อนของชั้นนิกเกิลที่เกิดขึ้นในอ่างชุบทองแบบจุ่ม (immersion gold bath) การชุบทองแบบจุ่มเป็นปฏิกิริยาแทนที่ หมายความว่าทองจะถูกฝากลงไปโดยการละลายนิกเกิลออกไป เมื่อการโจมตีนั้นรุนแรงเกินไป ซึ่งมักเกิดจากเคมีของอ่างชุบเกิดการเบี่ยงเบน เวลาจุ่มนานเกินไป หรือใช้นิกเกิลที่มีปริมาณฟอสฟอรัสไม่ถูกต้อง ขอบเขตเกรนของนิกเกิลจะถูกกัดกร่อน และเกิดชั้นที่มีฟอสฟอรัสสูงอยู่ใต้ชั้นทอง แผ่นวงจรจะดูปกติ บางครั้งบัดกรีอาจดูเปียกติดได้ดีด้วยซ้ำ แต่ข้อต่อจะนั่งอยู่บนชั้นที่อ่อนแอ และสามารถแตกร้าวออกอย่างเรียบสนิทตามชั้นนั้นได้เมื่อเจอแรงกระแทกทางกลหรือการงอของแผ่นวงจร
สิ่งที่ทำให้ปัญหา black pad น่าหงุดหงิดคือการตรวจสอบตามปกติจะไม่สามารถตรวจจับได้ เครื่อง AOI และเอ็กซเรย์จะไม่พบสิ่งผิดปกติ การตรวจพบต้องใช้การตัดตัวอย่างแบบหน้าตัด การลอกทองออกและตรวจดูลักษณะพื้นผิวนิกเกิลด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) หรือการทดสอบดึงและเฉือนแบบทำลายบนข้อต่อที่เป็นตัวอย่าง
นี่เป็นปัญหาการควบคุมกระบวนการ ไม่ใช่เหตุผลที่จะเลิกใช้ ENIG สิ่งที่ต้องควบคุมอยู่ที่ไลน์ชุบ ได้แก่ ค่า pH ของอ่าง ความเข้มข้นของสารทำให้คงตัวและโลหะ ปริมาณฟอสฟอรัสในนิกเกิล และระยะเวลาอิมเมอร์ชันทอง หากผลิตภัณฑ์ของคุณจะถูกทำตก สั่นสะเทือน หรือโค้งงอขณะใช้งาน โปรดแจ้งให้เราทราบตั้งแต่ขั้นตอนการเสนอราคา เพื่อให้สามารถตกลงการทดสอบคุณสมบัติร่วมกับทีมวิศวกรรมของเราได้ก่อนที่การออกแบบจะเข้าสู่การผลิตปริมาณมาก
มีสองประเด็นย่อยที่วิศวกรมักมองข้าม ENIG รองรับการบอนด์ลวดอะลูมิเนียมได้ แต่ไม่ใช่ผิวหน้าที่เชื่อถือได้สำหรับการบอนด์ลวดทอง และบางครั้งบัดกรีจะไม่แผ่ไปจนถึงขอบสุดของแผ่น ENIG ซึ่งอาจดูแปลกตาบริเวณฟิลเลตด้านข้างของ QFN แต่โดยปกติก็ถือว่ายอมรับได้เมื่อรอยบัดกรีเป็นไปตามข้อกำหนดของ IPC-A-610
เมื่อใดที่ ENEPIG มีความคุ้มค่ากับต้นทุนที่สูงขึ้น?
กระบวนการ ENEPIG คุ้มค่าต่อการลงทุนเมื่อแผงวงจรต้องการสิ่งที่ ENIG ไม่สามารถให้ได้ เช่น การบอนไดลวดทองที่เชื่อถือได้ การลดความเสี่ยงของปัญหาแบล็กแพดในผลิตภัณฑ์ที่มีข้อกำหนดด้านการทดสอบการตกหล่นหรือการสั่นสะเทือนที่เข้มงวด หรือความสามารถในการบัดกรีและบอนไดบนพื้นผิวเดียวกัน สำหรับคอนโทรลเลอร์อุตสาหกรรมทั่วไปที่มี BGA ไม่กี่ตัวและการอบรีโฟลหนึ่งถึงสองรอบ มักจะเพิ่มต้นทุนไม่มากพอที่จะทำให้คุ้มกับราคา
โครงสร้างชั้นเคลือบนี้จะเพิ่มชั้นแพลลาดิยมแบบไม่ใช้กระแสไฟฟ้าบาง ๆ แทรกระหว่างชั้นนิกเกิลกับทอง โดยมีข้อกำหนดกำหนดไว้ในมาตรฐาน IPC-4556 แพลลาดิยมทำหน้าที่ป้องกันชั้นนิกเกิลไม่ให้สัมผัสกับอ่างชุบทองแบบจุ่ม ซึ่งเป็นการกำจัดกลไกส่วนใหญ่ที่ทำให้เกิดปัญหา “black pad” นอกจากนี้ยังให้ผิวหน้าที่รองรับการบอนด์ลวดได้ทั้งทองและอะลูมิเนียม ซึ่งเป็นเหตุผลที่ ENEPIG มักถูกเรียกว่าเป็นฟินิชแบบสากล
กรณีต่อไปนี้คือกรณีที่เรามักจะแนะนำให้ใช้:
• แผงวงจรที่รวมชิ้นส่วน SMT เข้ากับไดชิปออนบอร์ดหรืออุปกรณ์แบบวายบอนด์อื่น ๆ เพื่อให้ใช้ผิวเคลือบประเภทเดียวรองรับได้ทั้งสองกระบวนการ
• ผลิตภัณฑ์ที่การแตกหักของ BGA บริเวณรอยต่อจะมีค่าใช้จ่ายสูงหากถูกตรวจพบเมื่อใช้งานจริง และมีการรวมการทดสอบการตกกระแทกหรือการดัดงอไว้ในแผนการรับรองคุณสมบัติ
• แอสเซมบลีที่จะผ่านการรีโหลว์หลายรอบ พร้อมทั้งมีการวางแผนรีเวิร์ก BGA ระหว่างช่วง NPI หรือการทดสอบ
• แผงวงจรที่ผสมผสานชิ้นส่วนแบบบัดกรี ขั้วต่อแบบกดเสียบ และพื้นผิวหน้าสัมผัสที่เปิดโล่ง
ENEPIG มีความเสี่ยงของกระบวนการในตัวเอง หากชั้นแพลเลเดียมหนาเกินไป การเปียกประสานจะช้าลงและคุณภาพของจุดเชื่อมต่ออาจแย่ลง ดังนั้นความหนาของแพลเลเดียมจึงต้องคงอยู่ในช่วงที่ระบุไว้ นอกจากนี้ต้นทุนยังผันผวนไปตามตลาดแพลเลเดียมด้วย ดังนั้นควรพิจารณาความแตกต่างของราคาเทียบกับ ENIG เป็นสิ่งที่ต้องเสนอราคาเป็นรายโปรเจกต์ ไม่ใช่อัตราส่วนคงที่
บนบอร์ด RF และบอร์ดความเร็วสูง โปรดจำไว้ว่า ENIG และ ENEPIG ต่างก็นำชั้นนิกเกิลเข้ามาอยู่ในเส้นทางกระแสที่แพด ในความถี่ส่วนใหญ่ผลกระทบมีขนาดเล็ก หากงบประมาณการสูญเสียสัญญาณของคุณตึงตัวในย่านความถี่ไมโครเวฟ โปรดแจ้งให้เราทราบตั้งแต่เนิ่น ๆ เพราะคำตอบที่ถูกต้องอาจเป็นการใช้ผิวชุบนิกเกิลฟรี
เงินชุบแบบจุ่ม ดีบุกชุบแบบจุ่ม และ OSP: อายุการเก็บรักษาและรอบการรีโฟลว์
ทั้งสามแบบมีผิวเรียบ ราคาไม่สูงเท่าการชุบผิวที่ใช้ทอง และทำให้ข้อต่อประสานเกิดขึ้นโดยตรงบนทองแดง ข้อแลกเปลี่ยนคือความไวต่อเวลา การจัดการ และความร้อนก่อนการประกอบ ซึ่งมีความสำคัญที่สุดกับบอร์ดสองหน้าและงานผลิตแบบ HMLV ที่จัดเรียงซ้อนกัน ซึ่งบอร์ดเปล่าอาจต้องรอเป็นสัปดาห์กว่าชุดชิ้นส่วนจะครบ
เงินชุบด้วยวิธีจุ่มชั้นเงินบาง ๆ เคลือบบนทองแดง มีความเรียบมาก บัดกรีได้ดี และไม่มีนิกเกิลในเส้นทางสัญญาณ ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการออกแบบความเร็วสูงและ RF จุดอ่อนคือการหมองตัวและความไวต่อกำมะถันในอากาศและในวัสดุบรรจุภัณฑ์ กระบวนการที่ควบคุมได้ไม่ดีอาจทำให้เกิดช่องว่างเล็ก ๆ ที่บริเวณรอยต่อระหว่างทองแดงกับเงิน และบน BGA ช่องว่างเหล่านั้นจะอยู่ใต้บอลโดยตรง ควรเก็บบอร์ดไว้ในบรรจุภัณฑ์ที่ปราศจากกำมะถันและสวมถุงมือขณะจับต้อง ในสภาพแวดล้อมการใช้งานที่มีกำมะถันสูง การกัดกร่อนแบบคืบเป็นความเสี่ยงที่ทราบกันดีในแอสเซมบลีที่ไม่มีสารเคลือบ
ดีบุกชุบ沉มีความเรียบและเหมาะสมกับขาพินแบบอัดเสียบ ปัญหาสำหรับงาน BGA คือทองแดงและดีบุกจะเกิดสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกที่ยังคงเติบโตต่อไปที่อุณหภูมิห้อง และเติบโตเร็วขึ้นในแต่ละรอบความร้อน ทำให้กินดีบุกอิสระที่บัดกรีต้องการ แผ่นวงจรที่เปียกติดได้ดีในด้านแรกอาจเปียกติดได้แย่ลงอย่างเห็นได้ชัดในด้านที่สอง หนวดดีบุกเป็นอีกปัจจัยที่ต้องคำนึงถึงสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการอายุการใช้งานยาวนาน เรามีบริการชุบดีบุกแบบจุ่ม แต่เราแทบไม่แนะนำให้ใช้กับบอร์ด BGA แบบสองหน้า
OSP.ฟิล์มอินทรีย์บาง ๆ ที่ช่วยให้ผิวทองแดงสะอาดจนกว่าจะทำการบัดกรี มีลักษณะแบนและมักเป็นตัวเลือกที่มีต้นทุนต่ำที่สุด และข้อต่อที่สร้างขึ้นโดยตรงบนทองแดงมีความทนทานต่อการทดสอบการตกกระแทกได้ดี อย่างไรก็ตาม ฟิล์มจะเสื่อมสภาพทุกครั้งที่ได้รับความร้อน หลังจากการรีโฟลว์ครั้งแรก แพดที่รอการบัดกรีด้านที่สองจะมีชั้นเคลือบที่บางลงและสลายตัวบางส่วน และความสามารถในการเปียกของบัดกรีจะขึ้นอยู่กับช่วงเวลาระหว่างการผ่านเตาในครั้งที่สองและเตานั้นมีการใช้งานไนโตรเจนหรือไม่ แผ่นวงจรที่เคลือบ OSP ไม่ควรนำไปอบเพื่อไล่ความชื้น เพราะการอบจะทำให้ชั้นเคลือบเสื่อมสภาพ แพดทดสอบที่ไม่ได้บัดกรียังถูกปกคลุมด้วยฟิล์มที่ไม่นำไฟฟ้า ซึ่งอาจทำให้การจิ้มวัดวงจร (in-circuit test) ขาดความน่าเชื่อถือ
ตารางด้านล่างเปรียบเทียบการประกอบของผิวสำเร็จทั้งหกแบบไว้เคียงกัน
| เสร็จสิ้น | ความแบน | อายุการเก็บรักษาแบบปิดผนึกโดยทั่วไป* | ค่าความคลาดเคลื่อนในการรีโฟลว์* | รูปแบบข้อต่อบน | ความเสี่ยงหลักในการประกอบ |
|---|---|---|---|---|---|
| HASL / HASL ปราศจากสารตะกั่ว | แย่ | ประมาณ 12 เดือน | ดี | ทองแดง (ผ่านการเคลือบประสาน) | แผ่นรองแบบโดม วงจรความร้อนพิเศษ |
| เอนิก | ยอดเยี่ยม | ประมาณ 12 เดือน | หลายรอบ | นิกเกิล | สนิมดำ แรงแตกหักบริเวณรอยต่อ |
| ENEPIG | ยอดเยี่ยม | ประมาณ 12 เดือน | หลายรอบ | นิกเกิล | การควบคุมความหนาพัลลาเดียม ต้นทุน |
| เงินชุบแบบจุ่ม | ยอดเยี่ยม | ประมาณ 6–12 เดือน | หลายครั้ง | ทองแดง | คราบหมอง ซัลเฟอร์ ช่องว่างจุลภาคที่พื้นผิว接口 |
| ดีบุกชุบ沉ลง | ยอดเยี่ยม | ประมาณ 6 เดือน | เสื่อมสภาพลงในแต่ละรอบ | ทองแดง | การเติบโตของ IMC, วิสเกอร์ |
| OSP | ยอดเยี่ยม | ประมาณ 6 เดือน | มักใช้ 2 รอบ โดยมีไนโตรเจนช่วย | ทองแดง | การแยกชิ้นส่วนฟิล์ม ไม่ต้องอบ การทดสอบด้วย ICT |
*อายุการเก็บรักษาและตัวเลขการรีโฟลว์เป็นเพียงแนวทางทั่วไปในอุตสาหกรรม ไม่ใช่ข้อผูกมัดจากทางเรา ค่าจริงขึ้นอยู่กับเคมีภัณฑ์ บรรจุภัณฑ์ อุณหภูมิและความชื้นในการจัดเก็บ ดังนั้นโปรดยืนยันกับทีมวิศวกรรมของเราในแต่ละโครงการ
ตารางการตัดสินใจตามแพ็กเกจและกระบวนการ
เลือกการเคลือบผิวสำหรับแพ็คเกจที่มีข้อกำหนดสูงที่สุดและขั้นตอนกระบวนการที่มีข้อกำหนดสูงที่สุดบนบอร์ด จากนั้นตรวจสอบเทียบกับระยะเวลาที่บอร์ดเปล่าจะถูกเก็บรักษาไว้ ตารางด้านล่างครอบคลุมสถานการณ์ที่เราพบได้บ่อยที่สุด
| สถานการณ์กระดาน | ตัวเลือกแรก | ก็ใช้ได้เช่นกัน | หลีกเลี่ยง |
|---|---|---|---|
| QFP/QFN ที่ระยะพิทช์ 0.5 มม. หรือหยาบกว่า การรีโฟลว์เพียงครั้งเดียว การประกอบทันทีหลังการผลิต | OSP | เอนิก | HASL |
| BGA ระยะพิช 0.8–1.0 มม. การรีโฟว์สองด้าน | เอนิก | ENEPIG, เงินชุบแบบจุ่ม | HASL, ดีบุกชุบ沉ลง |
| BGA หรือ CSP แบบระยะพิชช์ละเอียดที่ระยะพิชช์ 0.5 มม. หรือน้อยกว่า แบบสองด้าน | เอนิก | ENEPIG | HASL, OSP หากการผ่านครั้งที่สองล่าช้า |
| BGA พร้อมไดแบบลวดเชื่อมต่อ (COB) บนบอร์ดเดียวกัน | ENEPIG | ไม่มีในทางปฏิบัติ | HASL, OSP, ชุบดีบุกแบบจุ่ม |
| BGA ที่มีงบประมาณการสูญเสียความถี่สูงที่เข้มงวด | เงินชุบ浸 | ENEPIG (ตรวจสอบการสูญเสีย) | ฮาสล์ |
| ตัวเชื่อมต่อแบบอัดประกบพร้อม SMT | การชุบดีบุกแบบจุ่มหรือการชุบเงินแบบจุ่ม | ENEPIG | ฮาสล์ |
| เก็บบอร์ดเปล่าหรือจัดชุดสำหรับการประกอบแบบ HMLV ที่เว้นระยะเวลาเป็นขั้น ๆ | เอนิก | ENEPIG | OSP, ดีบุกชุบ沉ลง |
| คาดว่าจะมีการรีเวิร์ค BGA ระหว่างขั้นตอน NPI หรือการทดสอบ | ENIG หรือ ENEPIG | เงินชุบ浸 | OSP, ดีบุกเคลือม็ immersion |
| ส่วนใหญ่เป็นแบบเสียบทะลุแผ่น, ไม่มี BGA, ขับเคลื่อนด้วยต้นทุน | HASL ปราศจากสารตะกั่ว | OSP | — |
| การทดสอบในวงจรบนแผ่นทดสอบที่ยังไม่ได้บัดกรี | เอนิก | เงินจุ่ม | OSP บนแผ่นทดสอบ |
ก่อนที่คุณจะ发布แบบการผลิต โปรดตรวจสอบรายการสั้น ๆ ต่อไปนี้ก่อน
• ระบุชนิดของผิวเคลือบและมาตรฐาน IPC ที่ต้องเป็นไปตาม: IPC-4552 สำหรับ ENIG, IPC-4556 สำหรับ ENEPIG, IPC-4553 สำหรับเงินชุบจุ่ม หรือ IPC-4554 สำหรับดีบุกชุบจุ่ม สำหรับความหนาที่ต้องการเงื่อนไขเข้มงวดกว่ามาตรฐาน โปรดยืนยันกับทีมวิศวกรรมของเรา
• โปรดแจ้งให้เราทราบว่าบอร์ดต้องการผ่านกระบวนการรีโฟลว์กี่ครั้ง และมีการวางแผนทำรีเวิร์ก BGA หรือไม่
• หากแผงวงจรจะถูกเก็บไว้หรือจัดเป็นชุดสำหรับการประกอบในภายหลัง ให้จดบันทึกระยะเวลาการเก็บรักษาที่คาดไว้เพื่อให้การเคลือบผิวสอดคล้องกับระยะเวลาดังกล่าว
• หากมีการวางแผนใช้ ICT ให้ตรวจสอบว่าแผ่นทดสอบใดที่จะไม่ถูกบัดกรี และจะใช้ผิวเคลือบแบบใด
• ทำเครื่องหมายไดแบบเชื่อมลวด (wire-bonded die) และชิ้นส่วนแบบกดเสียบ (press-fit) เพื่อให้การชุบผิวรองรับกระบวนการเหล่านั้นควบคู่ไปกับการบัดกรี
ทำให้ผิวสำเร็จของคุณสมบูรณ์แบบด้วย PCBCart
ที่ PCBCart เราผลิตแผ่นวงจรจากข้อมูล Gerber ของคุณและประกอบแผ่นวงจรในโปรแกรมเดียวกัน ดังนั้นการตัดสินใจเลือกผิวชุบและกระบวนการประกอบจึงถูกตรวจทานร่วมกัน แทนที่จะถูกส่งข้ามไปมาระหว่างซัพพลายเออร์ สำหรับ FR4 มาตรฐาน เรามีบริการผิวชุบแบบ HASL, HASL ปราศจากสารตะกั่ว, ENIG, ENEPIG, ชุบเงินแบบจุ่ม, ชุบดีบุกแบบจุ่ม และ OSP และในระหว่างการตรวจทาน DFM วิศวกรของเราจะตรวจสอบชนิดผิวชุบให้เหมาะสมกับชุดแพ็กเกจของคุณ ลำดับการรีโฟลว์ และระยะเวลาการเก็บรักษาที่วางแผนไว้ การผลิตดำเนินการในโรงงานของเราในหางโจวและประเทศไทย และงานผลิตแบบ high-mix, low-volume ที่มีชิ้นส่วน BGA และขาพิทช์ถี่ก็เป็นงานประจำส่วนหนึ่งเช่นกัน ส่งไฟล์ Gerber และ BOM ของคุณมา บอกเราว่าบอร์ดจะถูกประกอบและจัดเก็บอย่างไร แล้วเราจะแจ้งให้คุณทราบว่าเราจะเลือกใช้ผิวชุบแบบใดและเพราะเหตุใด
คำถามที่พบบ่อย
ฉันสามารถใช้สารเคลือบผิวสองแบบที่ต่างกันบนแผ่นไม้แผ่นเดียวได้ไหม?
มีอยู่จริงสำหรับการผสมผสานแบบเลือกบางพื้นที่ แบบที่พบบ่อยคือใช้ ENIG บนแผ่นรอง SMT และใช้ทองแข็งบนขั้วต่อขอบบอร์ด อีกตัวอย่างคือใช้ ENIG ในบางบริเวณและใช้ OSP ในบริเวณอื่น การผสมแต่ละแบบจะเพิ่มขั้นตอนการทำหน้ากากและเพิ่มต้นทุน และไม่ใช่ว่าทุกคู่จะเหมาะกับทุกเลย์เอาต์ของแผง การที่ชุดผสมแบบใดแบบหนึ่งจะใช้ได้กับดีไซน์ของคุณหรือไม่ จำเป็นต้องยืนยันกับทีมวิศวกรรมของเราก่อนที่แบบร่างสุดท้ายจะถูกกำหนด
การชุบผิวหน้ามีผลทำให้ระดับโพรงใน BGA เปลี่ยนแปลงหรือไม่?
มันมีบทบาทน้อยกว่าเคมีของบัดกรี โปรไฟล์การรีโฟลว์ และการออกแบบแพด โดยที่ via‑in‑pad มักจะเป็นผู้ต้องสงสัยหลัก ส่วนที่ฟินิชมีผลให้เห็นชัดคือในเรื่องการเกิดโพรงจุลภาคที่ผิวต่อประสาน (interfacial microvoiding) ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับการใช้ immersion silver นอกหน้าต่างกระบวนการของมัน หากการเกิดโพรงเป็นเกณฑ์การรับรองคุณสมบัติ ควรตกลงขีดจำกัดการยอมรับและแผนการสุ่มตรวจด้วยเอกซเรย์ร่วมกับทีมวิศวกรรมของเรา แทนที่จะพึ่งการเลือกชนิดฟินิชเพื่อควบคุมปัญหานี้
สารเคลือบผิวมีความสำคัญหรือไม่ หากต้องทำการรีเวิร์ก BGA?
ใช่ การแก้ไขงานบัดกรี (rework) ทำให้บริเวณตำแหน่งที่แก้ไขร้อนขึ้นและยังทำให้บริเวณใกล้เคียงร้อนตามไปด้วย ดังนั้นแพดที่ใช้ OSP หรือ immersion tin จะสูญเสียความสามารถในการบัดกรีไปทีละน้อยในแต่ละรอบที่ทำการแก้ไข ทั้งที่ตำแหน่งที่แก้ไขโดยตรงและบริเวณรอบๆ ในทางกลับกัน ENIG และ ENEPIG ทนต่อการให้ความร้อนเฉพาะจุดซ้ำๆ ได้ดีกว่ามาก หากแผน NPI ของคุณคาดว่าจะมีการถอดเปลี่ยน BGA ในช่วงดีบักหรือทดสอบ เพียงเหตุผลนี้ก็เพียงพอแล้วที่จะเลือกใช้ผิวเคลือบที่มีทองเป็นส่วนประกอบ
สามารถตรวจพบปัญหาแผ่นดำ (black pad) ได้บนแผ่นเปล่า (bare boards) ขาเข้า หรือไม่?
ไม่สามารถตรวจสอบได้ด้วยการมองด้วยตาเปล่าหรือการทดสอบทางไฟฟ้า การทดสอบความสามารถในการบัดกรีตามมาตรฐาน J-STD-003 บนคูปองจะตรวจพบปัญหาที่ร้ายแรงได้ แต่ไม่ใช่ทุกกรณี วิธีที่เชื่อถือได้เป็นแบบทำลายชิ้นงาน ได้แก่ การตัดขวาง การลอกทอง และการตรวจสอบชั้นนิกเกิลด้วย SEM หากโครงการของคุณต้องการหลักฐานในระดับล็อต กรุณายืนยันกับทีมวิศวกรรมของเราว่าสามารถจัดให้มีการทดสอบและบันทึกใดบ้างสำหรับคำสั่งซื้อนี้
ENEPIG เป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่าโดยอัตโนมัติสำหรับบอร์ดทดสอบด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพหรือเซมิคอนดักเตอร์หรือไม่?
ไม่ใช่ ปัจจัยชี้ขาดคือกระบวนการ ไม่ใช่ฉลากของกลุ่มอุตสาหกรรม บอร์ดอินเทอร์เฟซ ATE ที่มี BGA ระยะพิตช์ถี่จำนวนมาก มีการซ่อมแซมซ้ำหลายครั้งและอายุการใช้งานยาวนาน มักมีเหตุผลเพียงพอให้ใช้ ENEPIG หรือ ENIG ที่ควบคุมอย่างเข้มงวด บอร์ดเครื่องมือวินิจฉัยที่ประกอบเสร็จในรอบเดียวและถูกจัดส่งไม่นานหลังจากการผลิต มักใช้ ENIG ได้อย่างเหมาะสม
ขอใบเสนอราคารวมบริการประกอบแผงวงจรพิมพ์
แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
