PCB Tasarımında Immersion Tin Finish: En İyi Uygulamalar, Tasarım Düşünceleri ve Performans

Müşteriler tarafından insanlaştırılmış görüntüler

Dondurma teneke, PCB'ler için çok yönlü bir yüzey finişi olarak ortaya çıktı, dengeleme maliyeti, solderability,ve ince tonlu bileşenlerle uyumluluğu, otomotivden tüketici elektroniklerine kadar endüstrilerde favori hale getirir.. ENIG (altın bazlı) veya HASL (leğen bazlı) finişlerin aksine, daldırma teneke bakır yastıklar üzerinde ince, tek tip saf teneke katmanı oluşturmak için kimyasal bir çökme süreci kullanır,Modern PCB tasarımları için benzersiz avantajlar sunuyorBununla birlikte, faydalarından yararlanmak, bant geometrisinden depolama protokollerine kadar dikkatli tasarım seçimleri gerektirir.Ana noktaları kapsayan, kaçınılması gereken tuzaklar ve diğer bitirmelerle nasıl karşı karşıya kaldığı.

Önemli Önemli Noktalar
1Dondurma teneke, 0,4 mm mesafeli bileşenler için ideal olarak düz ve soldurulabilir bir yüzey sağlar ve HASL'ye kıyasla lehim köprüsünü% 50 azaltır.
2Dondurma teneke için tasarım kuralları minimum bant boyutlarını (≥ 0,2 mm), artan iz-to-pad mesafesini (≥ 0,1 mm) ve kurşunsuz lehimlerle (Sn-Ag-Cu) uyumluluğu içerir.
3Maliyet etkin bir orta yolu sunar: ENIG'den% 30 daha ucuz, ancak HASL'den% 20 daha pahalı, kontrol edilen depolamada 12 aydan fazla bir raf ömrü ile.
4Uygun tasarım, teneke bıyıklar ve bant korozyonu gibi riskleri azaltır ve endüstriyel ve otomotiv uygulamalarında güvenilirliği sağlar.

Denizleme Teneke Finish Nedir?
Immersion tin, elektrik kullanmadan bakır PCB yastıklarına saf teneke ince bir tabaka (0,8 ∼2,5 μm) yerleştiren kimyasal bir daldırma işlemidir.PCB yüzeyinde bakır atomları kaplama çözeltisinde çözünür, çözeltideki teneke iyonları azaltılırken ve açık bakır üzerine kaplanır.

Düz yüzey (±3μm tolerans), BGA'lar ve QFN'ler gibi ince tonlama bileşenleri için kritik.
Geri akış sırasında lehimle güçlü metallerarası bağlar oluşturan soldurulabilir katman.
Oksidasyona karşı bariyer, bakır yastıkları depolama ve montaj sırasında korozyondan korur.

Elektrolitik teneke kaplama (elektrik akımı kullanan) aksine, daldırma teneke, küçük, yoğun bir şekilde paketlenmiş yastıklarda bile eşit bir kapsama sağlayarak yüksek yoğunluklu PCB'ler için idealdir.

PCB Tasarımı İçin Neden Denizleme Tenekeyi Seçin?
Immersion tin'in popülaritesi, modern PCB tasarımında kilit sorun noktalarını ele alan eşsiz performans ve pratiklik karışımından kaynaklanmaktadır:
1. Fine-Pitch bileşenleri ile uyumluluk
Modern PCB'ler giderek daha fazla 0.4 mm tonluk BGA'ları, 01005 pasifleri ve HASL gibi düz olmayan bitirme ile mücadele eden dar tonluk QFN'ler bileşenlerini kullanmaktadır.

a. Yakın mesafeli bantlar (0.2 mm boşluk veya daha az) arasında lehim köprüsünü azaltır.
b.Küçük yastıklarda (0,2 mm × 0,2 mm) tutarlı kaynak ıslatmasını sağlar ve "kuru eklemlerden" kaçınır.

IPC'nin yaptığı bir çalışmada, daldırma çini, HASL'ye kıyasla ince tonluklu lehimleme kusurlarını % 40 oranında azaltırken, 0.5 mm tonluklu montajlarda köprü oranları % 12'den % 7'ye düşer.

2Kurşunsuz Uygunluk ve Solderability
Dondurma teneke, geleneksel teneke-kurşun lehiminden daha yüksek geri akış sıcaklıkları (245 ° C) gerektiren kurşunsuz lehimlerle (Sn-Ag-Cu veya SAC) sorunsuz bir şekilde çalışır.:

a.Hızlı ıslatma: Lehim, kaplama kaplamaları üzerinde <1 saniye içinde (IPC-TM-650 standartlarına göre), yaşlanmış ENIG'den daha hızlı yayılır.
b.Güçlü eklemler: Teneke, mekanik ve elektrik sabitliğini sağlayan bakır ile güvenilir bir intermetallik bileşik (Cu6Sn5) oluşturur.
c.Dönüştürme toleransı: Önemli bir bozulma olmadan 2 ∼ 3 tekrar akış döngüsünden sağ çıkar, prototip oluşturma veya saha onarımları için yararlıdır.

3Maliyet ve Üretim Verimliliği
Dondurma teneke, performans ve maliyet arasında bir denge bulur:

Malzeme maliyetleri: ENIG'den (altın yok) %30 daha düşük ve HASL'den% 20 daha yüksek, ancak daha az kusurlu, yeniden işleme maliyetlerini azaltan.
b. İşleme hızı: ENIG'den daha hızlı (1 gün içinde 10.000'den fazla birim) yüksek hacimli üretimi destekleyen (150'den 20 dakikaya karşı 5'ten 10 dakika).
c. Standart hatlarla uyumluluk: Uzman ekipman olmadan mevcut PCB üretim iş akışlarına entegre edilir.

4 Orta derecede korrozyona dayanıklı
Ekstrem koşullarda ENIG kadar sağlam olmasa da, daldırma teneke birçok uygulama için yeterli koruma sağlar:

a. 300 saatten fazla tuz püskürtüme testine (ASTM B117) dayanır, OSP'yi (24-48 saat) aşar ve HASL'ye eşittir.
b.Gömülü depolamada 6 aydan fazla nem (85% RH) karşı dayanıklı, tüketici elektroniği ve iç endüstriyel sistemler için uygundur.

Denizleme Tenceresi için Kritik Tasarım Düşünceleri
Dondurma teneke performansını en üst düzeye çıkarmak için, PCB tasarımları benzersiz özelliklerini ve sınırlamalarını hesaba katmalıdır.
1. Pad Geometri ve Boyutlandırma
Dondurma teneke ince katmanı ve kimyasal çökme süreci özel bant tasarımları gerektirir:

a.Minimum yastık boyutu: ≥ 0,2 mm × 0,2 mm. Daha küçük yastıklar (örneğin, 0,15 mm) oksidasyona yol açan eşit olmayan teneke kapsamından muzdarip olabilir.
b.Pad şekli: Keskin köşelerden kaçının; kenarlarda teneke kalınlığının değişmesini önlemek için yuvarlak bantlar (dalgayı ≥0,05 mm) kullanın.
c. İzle-paddaya geçiş: Termal döngü sırasında teneke soyulmasına neden olabilecek stres konsantrasyonundan kaçınmak için yavaş yavaş (10° ∼ 15° açı) yumuşak izler yastıklara dönüşür.

2. Aralık ve açıklıklar
Denizleme teneke, HASL gibi kalın kaplamalardan daha fazla kirliliğe ve kısa devreye karşı hassas:

a.Pad-to-pad aralık: 0.4mm aralıklı BGA'lar için, köprü riski azaltmak için ince tonlu bileşenler için ≥0.1mm. Aralık 0.12mm'ye yükseltilmelidir.
b. İzle-padi mesafe: ≥0,08 mm, kısa devreye neden olabilecek izlere bantlardan "kanamayı" önlemek için.
c.Leğen maskesinin açıklığı: Leğen maskesini, leğenebilirliği zayıflatan tenekeyi kaplamaktan kaçınmak için leğen maskesini bant kenarlarından 0.05 mm uzakta tutun.

3Malzemeler ve Süreçlerle uyumluluk
Dondurma teneke diğer PCB malzemeleriyle etkileşime girer, bu nedenle dikkatli bir seçim gerektirir:

a. Substratlar: Standart FR4, yüksek Tg FR4 ve hatta esnek poliamid ile çalışır.
b.Solder maskesi: Sıvı maskelerin tencereye daha iyi yapıştığı için kuru film yerine UV-sağarılabilir sıvı solder maskesi (örneğin LPISM) kullanın.
c. Akış seçimi: Teneke bitişleri için tasarlanmış temiz olmayan veya az kalıntılı akışları seçin; agresif akışlar zamanla tenekeyi korodurabilir.

4. Termal ve Mekanik Stres
Denizleme teneke ductile ama aşırı stres altında çatlayabilir:

a.Eğlenme bölgeleri (sert-yavaş PCB'ler): Eğlenme alanlarına teneke kaplamalar yerleştirmekten kaçının; gerekirse, gerginliği azaltmak için daha kalın teneke (2.0 ~ 2.5 μm) ve yarıçaplı eğimler kullanın.
b.Termik döngü: Teneke-bakır delaminasyonunu önlemek için maksimum 125°C (örneğin, -40°C ila 85°C) ΔT için tasarlanmıştır.
c. Bileşen ağırlığı: Ağır bileşenler için (örneğin, konektörler) baskıları dağıtmak ve bant kaldırılmasını önlemek için daha büyük bantlar (≥ 1,0 mm2) kullanın.

Daldırma Tin'in Sınırlarını Hafifletmek
Herhangi bir kaplama gibi, daldırma tenceresinin proaktif tasarımla ele alınabilecek zayıf yönleri vardır:
1- Teneke Bıyıklar.
Teneke bıyıkları, teneke katmandan büyüyebilen ince, iletken filamentlerdir ve yüksek voltajlı PCB'lerde kısa devreye neden olurlar.

a. Teneke kalınlığı: Tenekeyi 1.0~2.0μm arasında tutun. Daha kalın katmanlar (≥2.5μm) iç stresini arttırır ve bıyık büyümesini teşvik eder.
b.Aşağı takma pişirme: Teneke katmanındaki stresi hafifletmek ve bıyık oluşumunu% 90 oranında azaltmak için 24 saat boyunca 125 °C'de pişirmeyi belirtin.
c.Uyumlu kaplama: Yüksek riskli uygulamalar (örneğin otomotiv ECU'ları) üzerinde teneke kaplama alanlarına 20-30μm akrilik veya silikon kaplama tabakası uygulanır.

2Nemli/Endüstriyel Çevredeki Korozyon
Dondurma teneke nem ve kimyasallara karşı hassasdır.

a. Kenar kaplama: PCB kenarları, nemin girmesini önlemek için kenarları mühürlemek için teneke katmanlı.
b.Dışarı veya nemli uygulamalarda (örneğin deniz sensörleri) IP65 derecelendirilmiş kapaklar kullanın.
C.Kemerle maruz kalmaktan kaçının: Endüstriyel gazlardaki kükürt, iletken olmayan teneke sülfürü oluşturarak teneke ile reaksiyona girer. Maruz kalma olasılığı varsa kükürte dirençli konform kaplamalar kullanın.

3. Zamanla solderability bozulması
Dondurma tenekelerinin soldurability uzun süreli depolama ile azalır.

a. Depolama koşulları: Kurutma maddeleri (RH < 30%) ve 12 aylık raf ömrü olan kapalı nem barikatı torbaları belirtilmelidir.
b. Montaj öncesi temizlik: Lehimlemeden önce parmak izlerini veya kirletici maddeleri kaldırmak için izopropil alkol (IPA) kullanın.
Hızlı dönüşüm için tasarlama: PCB imalatını plakalama sonrası 6 ay içinde kartları kullanmak için montaj programlarıyla eşleştirin.

Dondurma Teneke Diğer Yüzey Finishleri karşısında
Doğru bitirmeyi seçmek tasarımınızın ihtiyaçlarına bağlıdır.

Denizaltı Tininin Parladığı Uygulamalar
Dondurma teneke, performans, maliyet ve yoğunluğu dengeleyen tasarımlarda üstünlük kazanır:
1Otomotiv Elektronik
ADAS Sensörleri: 0.5 mm tonluk radar modülleri, güvenilir BGA lehim eklemlerini sağlayan daldırma çini düzlüğünden yararlanır.
Bilgi eğlence sistemleri: 85 ° C kabin sıcaklığına dayanır ve küçük kimyasal maruz kalmaya (örneğin dökülen içecekler) direnir.
Pil Yönetim Sistemleri (BMS): EV güvenlik standartları için kritik olan kurşunsuz lehimlerle uyumludur.

2Tüketici Elektronikleri
Akıllı telefonlar / tabletler: İşlemciler için 0.4 mm mesafe BGA'larını etkinleştirir, kart boyutunu% 10 ∼15 azaltır.
Giyilebilir: İnce, hafif tasarım, daldırma tenekelerinin minimum kalınlığı ile iyi bir şekilde eşleşir.
Oyun Konsolları: Montaj sırasında 2 ∼ 3 geri akış döngüsünü idare ederek üretim kusurlarını azaltır.

3Endüstriyel Kontroller
Fabrika Otomasyon PCB'leri: 105°C çalışma sıcaklıklarına ve ara sıra yağ/kimyasal maruz kalmaya karşı dayanıklıdır.
Sensör Düğümleri: Orta sınıf endüstriyel sensörler için maliyet ve güvenilirliği dengeler (örneğin, sıcaklık, basınç).

Denizleme Teneke PCB'lerini Test Etmek
Aşağıdaki testlerle daldırma teneke performansını doğrulayın:

Saldırılabilirlik (IPC-TM-650 2.4.12): 250 °C'de lehimlenmiş yastıklara batır; 2 saniye içinde %95'in ıslanması iyi lehimlenebilirliği gösterir.
Tuz püskürtmesi (ASTM B117): <5% korozyona maruz kalmak yeterli korumayı doğruluyor.
Termal Bisikletleme (IPC-9701): teneke soyunma veya bıyık büyümesini kontrol etmek için 1.000 döngü (-40 °C'den 125 °C'ye kadar).
Bıyık Denetimi (IPC-4554): Bıyıkların >10μm olmadığından emin olmak için 1.000 saat depolama sonrasında mikroskop analizi (100x).

Sık Sorulan Sorular
S: Daldırma teneke hem kurşunsuz hem de kurşunlu teneke lehimlerle kullanılabilir mi?
Cevap: Evet, ancak kurşunsuz (Sn-Ag-Cu) lehimler için optimize edilmiştir.

S: Daldırma tenekesi ile uyumlu minimum iz genişliği nedir?
A: 50μm (0.002") izler güvenilir bir şekilde çalışır, ancak kısa devreyi önlemek için izler ve bantlar arasında 0.1mm boşluk sağlar.

S: Daldırma teneke yüksek frekanslı sinyal bütünlüğünü etkiler mi?
A: No ′ onun ince, tek tip katmanı, impedans üzerinde minimum etkiye sahiptir (50Ω izleri için ≤ 1% değişim), bu da 10GHz + tasarımları için uygundur.

S: Daldırma teneke dış mekan uygulamalarında nasıl dayanır?
A: Korumalı dış mekan cihazları için çalışır (örneğin, dış LED sürücüleri), ancak doğrudan yağmur / tuz püskürtmesine maruz kalmak için uyumlu kaplama gerektirir.

S: Dolaylı PCB'lerde daldırma teneke kullanılabilir mi?
A: Evet, 1.5 ′′ 2.0μm kalınlığında teneke ve bükme sırasında çatlamaya karşı dirençli yuvarlak bant köşeleri ile.

Sonuçlar
Dondurma teneke bitirme, modern PCB tasarımları için, özellikle ince tonlu bileşenleri olanlar için yassılığın, soldurulabilme kabiliyetinin ve maliyet etkinliğinin ikna edici bir karışımını sunar.En iyi tasarım uygulamalarını takip ederek uygun bant boyutlarını belirleyerek, ara mesafe ve malzeme uyumluluğu mühendisleri, otomotiv, tüketici ve endüstriyel uygulamalarda güvenilirliği sağlayarak sınırlamalarını hafifletebilir.

Ekstrem ortamlar için ideal olmasa da (ENIG'in üstün olduğu) veya ultra düşük maliyetli tasarımlar (HASL'nin hüküm sürdüğü) daldırma teneke kritik bir dengeyi bulur ve yüksek yoğunluğun,Günümüz teknolojisini güçlendiren yüksek performanslı PCB'lerDikkatli bir tasarım ve kullanımı ile, hem performans hem de değer kazandıran bir bitirme.