Tembaga telanjang teroksidasi dalam hitungan jam, dan tembaga yang teroksidasi tidak dapat menerima solder. Finishing permukaan adalah lapisan tipis pada pad yang menjaga tembaga tetap dapat disolder sampai perakitan. Lapisan ini juga menentukan seberapa rata pad, yang penting untuk komponen kecil, dan apakah papan dapat membawa kontak atau wire bond.
Jenis finishing
HASL (hot air solder leveling). Papan dicelupkan ke dalam solder cair dan kelebihannya ditiup dengan udara panas. Finishing ini tersedia dalam versi timah-timbal dan bebas timbal. Murah dan kuat, dengan kemampuan solder yang baik dan umur simpan yang panjang. Permukaannya tidak rata: pad berakhir berbentuk kubah, dan ketebalan pad kecil bervariasi. Finishing ini bukan pilihan yang baik untuk komponen fine-pitch atau untuk BGA. Papan melewati celupan panas, yang memberi tekanan pada papan dan dapat melengkungkan papan tipis. HASL bebas timbal diperlukan di tempat yang membatasi penggunaan timbal.
ENIG (electroless nickel immersion gold). Lapisan nikel, setebal beberapa mikrometer, diendapkan secara kimia, kemudian lapisan emas yang sangat tipis, sebagian kecil dari satu mikrometer, melindungi nikel. Permukaannya sangat rata, sehingga cocok untuk fine pitch dan BGA, dan memiliki umur simpan yang panjang. Solder berikatan dengan nikel; emas larut ke dalam solder. Risiko yang diketahui: kualitas permukaan nikel yang buruk dalam proses dapat menghasilkan sambungan yang lemah (sering disebut black pad). Pengendalian proses yang baik menghindarinya. Biayanya lebih tinggi daripada HASL atau OSP.
OSP (organic solderability preservative). Lapisan organik tipis pada tembaga yang melindunginya sampai reflow pertama, kemudian terbakar habis. Rata, murah, dan bebas timbal. Umur simpannya lebih pendek daripada finishing logam, dan lapisan ini rusak oleh reflow berulang, sehingga cocok untuk papan yang dirakit segera setelah pembuatan dan disolder satu atau dua kali. Tembaga telanjang tetap terbuka pada titik uji setelah perakitan, dan lapisan ini tidak terlihat, sehingga bekas penanganan menjadi risiko.
Perak imersi. Lapisan perak tipis yang dilapiskan melalui perpindahan. Rata, baik untuk fine pitch, dan baik pada frekuensi tinggi. Lapisan ini ternoda di udara yang mengandung sulfur, sehingga memerlukan pengemasan dan penyimpanan yang hati-hati serta memiliki umur simpan yang lebih pendek. Biayanya sedang.
Timah imersi. Lapisan timah tipis. Rata, bebas timbal, dan murah. Timah di atas tembaga perlahan membentuk senyawa yang mengganggu kemampuan solder, sehingga umur simpannya terbatas, dan timah dapat menumbuhkan whisker (rambut logam yang sangat tipis) dalam beberapa kondisi. Digunakan untuk sambungan press-fit dan untuk beberapa pekerjaan fine-pitch.
ENEPIG (electroless nickel, electroless palladium, immersion gold). Seperti ENIG dengan lapisan paladium di antara nikel dan emas. Paladium menghalangi kegagalan black pad dan memungkinkan wire bonding selain penyolderan. Rata dan tahan lama; biayanya lebih tinggi daripada ENIG.
Emas keras (electroplated nickel and gold). Lapisan emas yang jauh lebih tebal dan lebih keras, dipasang melalui elektroplating dan dipadukan dengan sedikit kobalt atau sejenisnya. Lapisan ini tahan aus. Digunakan untuk konektor tepi (gold finger) dan pad kontak yang dipasang dan dilepas. Biasanya hanya diterapkan pada area tersebut, dan finishing yang berbeda menutupi sisa papan. Mahal, dan bukan pilihan yang baik untuk pad solder biasa.
- HASL: solder cair yang ditiup hingga rata. Pad berakhir berbentuk kubah, tidak rata.
- ENIG: lapisan nikel dengan lapisan emas yang sangat tipis di atasnya. Rata.
- ENEPIG: nikel, lapisan paladium, kemudian emas tipis.
- OSP: lapisan organik pada tembaga telanjang. Sangat tipis dan tidak terlihat.
- Perak imersi atau timah imersi: lapisan logam tipis dan rata.
- Emas keras: nikel dengan lapisan emas yang jauh lebih tebal, untuk kontak yang aus.
Perbandingan
| Finish | Kerataan | Fine pitch dan BGA | Umur simpan | Kelas biaya | Penggunaan umum |
|---|---|---|---|---|---|
| HASL (timah-timbal) | Buruk | Tidak | Panjang | Rendah | Through-hole sederhana dan komponen yang lebih besar, di tempat timbal diizinkan |
| HASL (bebas timbal) | Buruk | Tidak | Panjang | Rendah | Sama, di tempat timbal dibatasi |
| ENIG | Sangat baik | Ya | Panjang | Sedang sampai tinggi | Papan fine-pitch umum, BGA, papan dengan kontak |
| OSP | Baik | Ya, jika segera disolder | Pendek | Rendah | Papan konsumen yang dirakit dengan cepat |
| Perak imersi | Baik | Ya | Sedang, sensitif terhadap penyimpanan | Sedang | RF, fine pitch |
| Timah imersi | Baik | Ya | Terbatas | Rendah sampai sedang | Press-fit, beberapa fine pitch |
| ENEPIG | Sangat baik | Ya | Panjang | Tinggi | Wire bonding plus penyolderan, papan yang menuntut |
| Emas keras | Baik | Bukan finishing solder | Panjang | Tinggi | Konektor tepi, kontak |
Angka umur simpan di sini bersifat relatif. Angka sebenarnya bervariasi menurut pembuat dan menurut pengemasan, dan biasanya dinyatakan dalam bulan; tanyakan kepada pabrik angka yang berlaku bagi mereka. Jika papan akan disimpan dalam waktu lama sebelum perakitan, tanyakan kepada pabrik cara menyimpannya.
Kerataan penting pada fine pitch. Komponen datar atau stencil hanya bertemu pad berbentuk kubah pada titik tertingginya.
- Pad HASL berbentuk kubah, dan setiap kubah memiliki ketinggiannya sendiri.
- Bidang datar komponen atau stencil hanya bertumpu pada kubah tertinggi.
- ENIG adalah lapisan nikel tipis dan lapisan emas yang lebih tipis: pad tetap rata.
- Masker di antara pad, sama pada kedua gambar.
Cara memilih
- Jika Anda tidak tahu, pilih antara HASL bebas timbal dan ENIG. HASL untuk papan sederhana dengan komponen yang lebih besar, ENIG untuk fine pitch, BGA, dan papan yang membutuhkan pad rata.
- Fine-pitch atau BGA berarti finishing datar. ENIG, OSP, perak imersi atau timah imersi, ENEPIG.
- Gold finger berarti emas keras pada finger tersebut. Sebutkan hal itu, dan sebutkan area mana.
- Wire bond berarti ENEPIG atau finishing lain yang dinilai cocok untuk bonding.
- Papan yang akan menunggu sebelum perakitan memerlukan finishing yang tahan lama. ENIG dan ENEPIG adalah pilihan yang aman.
- Bebas timbal jika diperlukan. Jika produk Anda termasuk dalam pembatasan zat berbahaya, pilih finishing bebas timbal. Peraturan produk menentukan apa yang diperlukan, dan Anda bertanggung jawab atas hal itu.
- Mencampur finishing menimbulkan biaya lebih tinggi. Emas keras selektif pada papan dengan ENIG di tempat lain adalah kombinasi standar, tetapi setiap kombinasi menambah langkah.
Masalah umum
- Sambungan solder lemah pada ENIG. Jarang terjadi jika proses terkendali; minta laporan proses jika Anda memiliki persyaratan keandalan.
- Pad kusam atau tidak basah setelah penyimpanan. Biasanya oksidasi atau penodaan akibat penyimpanan lama atau pengemasan yang buruk.
- Solder tidak rata pada pad HASL. Merupakan efek proses dan bukan kesalahan; pilih finishing datar.
- Emas pada area yang salah. Jelaskan area emas dalam gambar, bukan hanya dalam catatan.
Cara hal ini muncul saat Anda memesan di sini
Anda memilih finishing sebagai salah satu opsi, dan harga mengikuti. Finishing yang tersedia tercantum di halaman kemampuan produksi. Pemeriksaan dapat mengetahui kapan file Anda memerlukan finishing yang tidak Anda pesan: misalnya, pemeriksaan melaporkan "konektor tepi (gold finger)" sebagai fitur yang ditemukan jika fitur itu tidak termasuk dalam opsi yang dipesan. Seorang insinyur mengonfirmasi setiap pesanan. Untuk pengaruh harga terkait, lihat Faktor yang menentukan harga PCBA.