Hommer Zhaoเลือก Surface Finish จากระยะขาอุปกรณ์และความเรียบ โดยพิจารณา ENIG สำหรับ BGA และตรวจวิธีปรับระดับผิว HASL ก่อนใช้กับ fine-pitch. หากเลือก HASL และต้องการให้สอดคล้องกับ RoHS ให้ระบุชนิดไร้สารตะกั่ว. ตรวจเงื่อนไขการเก็บและการจับต้อง พร้อมประเมิน tin whisker สำหรับผิวดีบุก และการหมองกับ silver whisker สำหรับผิวเงิน. จากนั้นเปรียบเทียบงบประมาณตามใบเสนอราคาจริง โดยใช้ข้อกำหนดเดียวกันและให้อายุการเก็บอ้างอิงเอกสารข้อมูลกับสเปกผู้ผลิต.
Surface Finish คืออะไร?
Surface Finish คือทางเลือกการเคลือบผิว PCB ที่ต้องพิจารณาร่วมกับการประกอบ เช่น HASL ใช้โลหะบัดกรีคลุมทองแดงส่วนที่เปิดอยู่ ส่วน OSP ใช้สารอินทรีย์ป้องกันทองแดงจนถึงขั้นตอนบัดกรี แต่ละแบบมีคุณสมบัติและประเด็นควบคุมต่างกัน จึงควรเลือกจากข้อกำหนดบอร์ดก่อนเปรียบเทียบราคา
แยกคุณสมบัติของกระบวนการออกจากค่าที่ผู้ผลิตรับรองสำหรับงานจริง ความเรียบของ ENIG มีข้อมูลรองรับ ส่วนอายุการเก็บ ความหนาที่ส่งมอบ และเงื่อนไขการจับต้องต้องตรวจเอกสารข้อมูลและสเปก พร้อมระบุความต้องการใน RFQ หรือคำขอใบเสนอราคา
8 ประเภท Surface Finish
1. HASL (Hot Air Solder Leveling)
HASL โดยทั่วไปจุ่ม PCB ลงในอ่างโลหะบัดกรีหลอมเหลวให้คลุมทองแดงส่วนที่เปิดอยู่ แล้วผ่านหัวเป่าลมร้อนเพื่อไล่ส่วนเกิน ทำได้ทั้งชนิดมีตะกั่วและไร้สารตะกั่ว จึงต้องระบุชนิดให้ชัดเจน
| ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|
| เปียกผิวดีระหว่างบัดกรีอุปกรณ์ | เครื่องปรับระดับแนวตั้งอาจให้ความเรียบไม่เหมาะกับ fine-pitch |
| ป้องกันการกัดกร่อนของทองแดง | ความเค้นทางความร้อนสูงอาจทำให้ PCB เกิดข้อบกพร่อง |
| มีทางเลือกชนิดไร้สารตะกั่ว | ชนิดมีตะกั่วไม่สอดคล้องกับ RoHS |
ก่อนเลือก: เครื่องแนวนอนช่วยปรับปรุงความเรียบได้ ควรขอข้อมูลเครื่องและตัวอย่างสำหรับระยะขาจริง ราคาและอายุการเก็บขึ้นกับซัพพลายเออร์ เอกสารข้อมูล และสเปก ให้ระบุช่วงเวลาเก็บที่ต้องการใน RFQ
2. Lead-free HASL
Lead-free HASL ใช้กระบวนการ HASL ชนิดไร้สารตะกั่ว ในกลุ่ม HASL เฉพาะชนิดนี้เท่านั้นที่สอดคล้องกับ RoHS ซึ่งจำกัดตะกั่วในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
| ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|
| เป็นทางเลือก HASL ที่สอดคล้องกับ RoHS | ต้องตรวจความเรียบสำหรับ fine-pitch |
| มีการเปียกผิวที่ดีและป้องกันการกัดกร่อนของทองแดง | ยังมีประเด็นความเค้นทางความร้อนจากกระบวนการ HASL |
ก่อนเลือก: ระบุ lead-free ให้ตรงกันใน RFQ แบบผลิต และเอกสารซัพพลายเออร์ อายุการเก็บต้องอ้างอิงเอกสารข้อมูลและสเปก พร้อมระบุความต้องการใน RFQ ส่วนราคาให้เปรียบเทียบจากข้อเสนอจริง
3. ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold)
ENIG เป็นผิวนิกเกิลและทองที่มีความเรียบสูง ซึ่งสำคัญต่อการติดตั้ง BGA มีข้อดีด้านความต้านทานออกซิเดชัน การป้องกันการแพร่ของทองแดง และการใช้กับหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่ได้
| ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|
| ผิวมีความเรียบสูง เป็นประเด็นสำคัญสำหรับ BGA | มีความเสี่ยง Black Pad |
| ต้านออกซิเดชันและป้องกันการแพร่ของทองแดง | ต้องตรวจคุณภาพผิวและการควบคุมกระบวนการ |
| เหมาะกับหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่ได้ | ราคา อายุการเก็บ และความหนาต้องยืนยันตามสเปก |
ก่อนเลือก: งาน BGA ควรกำหนดการตรวจความเรียบ ส่วนงาน HDI ให้พิจารณาตามแพ็กเกจจริง อ้างอิง IPC-4552A สำหรับคุณภาพ ENIG ระบุความหนาและช่วงเวลาเก็บใน RFQ โดยให้ผู้ผลิตยืนยันตามเอกสารข้อมูลและสเปก
4. OSP (Organic Solderability Preservative)
OSP ใช้สารอินทรีย์ชนิดน้ำยึดเกาะอย่างเลือกจำเพาะกับทองแดงและป้องกันผิวจนถึงการบัดกรี ไม่ต้องใช้การบำบัดด้วยอุณหภูมิสูง เมื่อเทียบกับ HASL มีข้อมูลว่าลดความเสี่ยงการกัดกร่อนของโลหะและความเสียหายต่ออุปกรณ์
| ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|
| ป้องกันทองแดงจนถึงการบัดกรี | ขั้นตอนละเอียดและต้องควบคุมอย่างเข้มงวด |
| ไม่ต้องใช้การบำบัดด้วยอุณหภูมิสูง | ต้องควบคุมองค์ประกอบและคุณภาพสารเคลือบ |
ก่อนเลือก: สำหรับงาน SMT ให้ส่งข้อกำหนดการประกอบแก่ผู้ผลิต อายุการเก็บและจำนวนรอบความร้อนที่ยอมรับได้ต้องตรวจเอกสารข้อมูลและสเปก แล้วระบุความต้องการใน RFQ พร้อมขอข้อมูลควบคุมสารเคลือบ
5. Immersion Silver
Immersion Silver ชุบโดยจุ่มช่วงสั้น ๆ ในสารละลายที่มีไอออนเงิน มีความเรียบของผิวสูงและการสูญเสียต่ำในการใช้งานความถี่สูงจากปรากฏการณ์ skin effect
| ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|
| ผิวมีความเรียบสูง | เสื่อมสภาพจากออกซิเดชันและสารปนเปื้อนในอากาศ |
| มีข้อมูลการสูญเสียต่ำที่ความถี่สูงจาก skin effect | silver whisker อาจเกิดภายใต้สนามไฟฟ้าและทำให้ลัดวงจร |
ก่อนเลือก: งาน RF/Microwave ควรประเมินตามข้อกำหนดวงจร และตรวจความเสี่ยงผิวเงินจากสารประกอบกำมะถันหรือคลอรีน ขอเงื่อนไขการเก็บและการจับต้อง ส่วนความหนากับอายุการเก็บต้องยึดเอกสารข้อมูลและสเปก โดยระบุค่าที่ต้องการใน RFQ
6. Immersion Tin
ประเด็นที่ข้อมูลรองรับสำหรับผิวดีบุกคือ tin whisker เส้นโลหะขนาดเล็กอาจเติบโตระหว่างแพดและทำให้ลัดวงจร ความเค้นอัดเป็นปัจจัยส่งเสริมการเกิด จึงต้องประเมินมาตรการลดความเสี่ยงตามชิ้นงานจริง
| ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|
| ข้อดีเฉพาะงานต้องยืนยันจากเอกสารผู้ผลิต | มีความเสี่ยง tin whisker |
| ใช้ข้อมูลและตัวอย่างประกอบการพิจารณาได้ | ต้องตรวจมาตรการควบคุมความเค้นและความเสี่ยง |
ก่อนเลือก: ขอหลักฐานความเหมาะสมกับวิธีประกอบ ความหนาและอายุการเก็บขึ้นกับเอกสารข้อมูลและสเปกผู้ผลิต ให้ระบุค่าที่ต้องการและการตรวจตัวอย่างใน RFQ
7. Hard Gold (Electrolytic Gold)
หากแบบระบุ Hard Gold ให้ตรวจสอบกับสเปกผู้ผลิต ข้อมูลอ้างอิงนี้ไม่ได้ยืนยันรายละเอียดกระบวนการหรือสมรรถนะเฉพาะงาน
| ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|
| ข้อดีที่ต้องการต้องให้ผู้ผลิตยืนยัน | ต้องขอหลักฐานสมรรถนะตามบริเวณใช้งาน |
ก่อนเลือก: ระบุคุณสมบัติและวิธีตรวจรับใน RFQ ความหนาและอายุการเก็บต้องอ้างอิงเอกสารข้อมูลกับสเปกผู้ผลิต ราคาขึ้นกับซัพพลายเออร์
8. ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold)
ENEPIG เพิ่มชั้นแพลเลเดียมแบบไม่ใช้ไฟฟ้าเหนือชั้นนิกเกิลของโครงสร้าง ENIG ส่วนประโยชน์ต่อการประกอบเฉพาะงานต้องมีข้อมูลผู้ผลิตยืนยัน
| ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|
| มีโครงสร้างเพิ่มชั้นแพลเลเดียมให้พิจารณาตามสเปก | ข้อมูลนี้ไม่เพียงพอให้รับรองว่าปราศจาก Black Pad |
| เปรียบเทียบตามข้อกำหนดงานได้ | สมรรถนะ ราคา และข้อจำกัดต้องยืนยันกับผู้ผลิต |
ก่อนเลือก: ขอหลักฐานที่ตรงกับเหตุผลในการเลือก อายุการเก็บและค่ากระบวนการที่รับรองขึ้นกับเอกสารข้อมูลและสเปก ให้ระบุความต้องการใน RFQ
ตารางเปรียบเทียบทุกประเภท
ใช้ตารางนี้คัดประเด็นสอบถาม ไม่ใช่เกณฑ์รับรองบอร์ด ราคาแต่ละชนิดขึ้นกับซัพพลายเออร์ อายุการเก็บต้องดูเอกสารข้อมูลและสเปก พร้อมระบุช่วงเวลาที่ต้องการใน RFQ
| Surface Finish | คุณสมบัติหรือประเด็นสำคัญ | RoHS | ราคา |
|---|---|---|---|
| HASL ชนิดมีตะกั่ว | เปียกผิวดี; ตรวจความเรียบและความเค้นทางความร้อน | ไม่สอดคล้อง | ขึ้นกับซัพพลายเออร์ |
| Lead-free HASL | ข้อดี HASL; ตรวจความเรียบตามเครื่องจริง | สอดคล้องในกลุ่ม HASL | ขึ้นกับซัพพลายเออร์ |
| ENIG | ผิวมีความเรียบสูง; ตรวจ Black Pad | ขอเอกสารยืนยัน | ขึ้นกับซัพพลายเออร์ |
| OSP | ป้องกันทองแดง; ควบคุมคุณภาพสารเคลือบ | ขอเอกสารยืนยัน | ขึ้นกับซัพพลายเออร์ |
| Immersion Silver | ผิวเรียบ; ตรวจการหมองและ silver whisker | ขอเอกสารยืนยัน | ขึ้นกับซัพพลายเออร์ |
| Immersion Tin | ประเมิน tin whisker | ขอเอกสารยืนยัน | ขึ้นกับซัพพลายเออร์ |
| Hard Gold | ตรวจสมรรถนะกับสเปกผู้ผลิต | ขอเอกสารยืนยัน | ขึ้นกับซัพพลายเออร์ |
| ENEPIG | เพิ่มชั้นแพลเลเดียม; ยืนยันผลต่อการใช้งาน | ขอเอกสารยืนยัน | ขึ้นกับซัพพลายเออร์ |
วิธีเลือก Surface Finish
1. พิจารณาแพ็กเกจและความเรียบ
| ลักษณะงาน | แนวทางพิจารณา | สิ่งที่ต้องตรวจ |
|---|---|---|
| BGA | พิจารณา ENIG จากความเรียบ | เกณฑ์ผิวและตัวอย่าง |
| fine-pitch | พิจารณาความเรียบของ ENIG หรือ Immersion Silver | ความเหมาะสมกับระยะขาจริง |
| fine-pitch ที่ต้องการ HASL | ตรวจวิธีปรับระดับก่อนเลือก | เครื่องแนวตั้งหรือแนวนอนและผลตรวจผิว |
| แพ็กเกจอื่น | ใช้ข้อมูลผู้ผลิตประกอบสเปก | หลักฐานรองรับวิธีประกอบ |
2. พิจารณาข้อกำหนดโครงการ
ชื่ออุตสาหกรรมไม่ใช่เกณฑ์กำหนดผิวตายตัว ให้แนบข้อกำหนดที่ตรวจสอบได้และขอคำยืนยันเป็นรายข้อ
| บริบทงาน | ข้อมูลที่ควรแนบเพื่อเลือกผิว |
|---|---|
| ยานยนต์ | แบบงานและเกณฑ์ตรวจรับของโครงการ |
| อุปกรณ์การแพทย์ | แพ็กเกจ ข้อกำหนดวัสดุ และเอกสารที่ต้องส่งมอบ |
| โทรคมนาคม | ข้อกำหนดวงจรและความถี่ หากเกี่ยวข้อง |
3. พิจารณาการเก็บและงบประมาณ
| ความต้องการ | สิ่งที่ให้ซัพพลายเออร์ยืนยัน |
|---|---|
| เก็บก่อนประกอบตามแผน | อายุการเก็บตามเอกสารข้อมูลและสเปก |
| เปิดบรรจุภัณฑ์หรือส่งต่อก่อนประกอบ | เงื่อนไขการเก็บและการจับต้อง |
| ควบคุมงบประมาณ | ราคาตามข้อกำหนดเดียวกันพร้อมรายการที่รวมอยู่ |
ระบุช่วงเวลาและขั้นตอนของผู้ซื้อใน RFQ แล้วตรวจว่าผู้ผลิตรับรองตรงกัน หลีกเลี่ยงการนำอายุการเก็บของผู้ผลิตรายหนึ่งไปใช้แทนอีกราย
เลือกตามสถานการณ์
| สถานการณ์ | Finish ที่ควรพิจารณา | สิ่งที่ต้องตรวจสอบ |
|---|---|---|
| BGA ต้องการความเรียบ | ENIG | คุณภาพตาม IPC-4552A และตัวอย่าง |
| ต้องการ HASL พร้อม RoHS | Lead-free HASL | การระบุไร้สารตะกั่วและความเรียบ |
| สนใจกระบวนการที่ไม่ใช้การบำบัดอุณหภูมิสูง | OSP | องค์ประกอบและคุณภาพสารเคลือบ |
| สนใจการสูญเสียที่ความถี่สูง | Immersion Silver | คุณสมบัติจาก skin effect และความเสี่ยงผิวเงิน |
| กังวล tin whisker | ทบทวน Immersion Tin และทางเลือกตามสเปก | ความเค้นและมาตรการที่ใช้กับชิ้นงานจริง |
| แบบระบุ Hard Gold หรือ ENEPIG | ผิวตามแบบที่ผู้ผลิตยืนยัน | สมรรถนะและเกณฑ์ตรวจรับ |
| ต้องเก็บก่อนประกอบ | ทางเลือกที่ผู้ผลิตรับรองตามแผน | เอกสารข้อมูลและเงื่อนไขการจัดเก็บ |
ปัญหาที่พบบ่อยและสิ่งที่ต้องตรวจสอบ
ขอให้ผู้ผลิตอธิบายกลไกที่ควบคุมและหลักฐานตรวจรับ การเปลี่ยนชื่อผิวเคลือบเพียงอย่างเดียวไม่ยืนยันว่าความเสี่ยงได้รับการจัดการแล้ว
| ปัญหา | Finish ที่เกี่ยวข้อง | สาเหตุหรือความเสี่ยง | สิ่งที่ควรตรวจสอบ |
|---|---|---|---|
| Black Pad | ENIG | อาจเกิดชั้นไม่นำไฟฟ้าที่มีนิกเกิลและฟอสฟอรัส จากสารประกอบกำมะถันใน solder mask ชะเข้าสู่อ่างชุบ | การควบคุมกระบวนการและคุณภาพตาม IPC-4552A; IPC-7095D ครอบคลุมงานบอลอาร์เรย์และการแก้ปัญหา ENIG |
| Tin whisker | ผิวดีบุก รวมถึงประเด็นของ Immersion Tin | เส้นโลหะอาจเชื่อมแพดและลัดวงจร ความเค้นอัดส่งเสริมการเกิด | ความเค้นตกค้างจากการชุบ ความเค้นเชิงกล จากการแพร่ และจากความร้อน พร้อมมาตรการด้านล่าง |
| ผิวเงินหมองหรือเสื่อมสภาพ | Immersion Silver | ออกซิเดชันและสารปนเปื้อน เช่น สารประกอบกำมะถันและคลอรีน | เงื่อนไขการเก็บ การจับต้อง และเกณฑ์ตรวจผิวตามสเปก |
| Silver whisker | Immersion Silver | อาจเกิดภายใต้สนามไฟฟ้าและทำให้ลัดวงจร | ขอข้อมูลประเมินตามเงื่อนไขใช้งาน แยกจากเรื่องการหมอง |
| ความเรียบไม่พอสำหรับ fine-pitch | HASL และ Lead-free HASL | เครื่องแนวตั้งอาจให้ความเรียบไม่เหมาะสม | ตรวจเครื่องและตัวอย่าง เครื่องแนวนอนช่วยปรับปรุงความเรียบได้ |
| ความสม่ำเสมอของกระบวนการ | OSP | ขั้นตอนละเอียด ต้องควบคุมองค์ประกอบและคุณภาพสารเคลือบ | เกณฑ์ควบคุมและหลักฐานตรวจรับจากผู้ผลิต |
มาตรการลดความเสี่ยง tin whisker
ให้ผู้ผลิตประเมินแนวทางต่อไปนี้ตามวัสดุและตำแหน่งจริง ไม่ใช้ชื่อโลหะเพียงอย่างเดียวรับรองว่า PCB จะปราศจาก whisker
- ผิวปลายขั้วนิกเกิล ทอง หรือแพลเลเดียม: มีข้อมูลว่าสามารถกำจัดการเกิด whisker ในบริบทผิวปลายขั้วดังกล่าว ต้องตรวจขอบเขตก่อนนำมาใช้กับงาน
- ปรับการอบอ่อน: ขอเงื่อนไขกระบวนการและความเหมาะสมจากผู้ผลิต
- Conformal coating: เป็นชั้นกั้นการทะลุผ่านของ whisker ไม่ใช่หลักฐานว่าไม่มี whisker เกิดขึ้น
- ธาตุผสม เช่น ทองแดงและนิกเกิล: ให้ผู้ผลิตประเมินตามวัสดุและสเปก พร้อมข้อมูลรองรับ
ข้อกำหนด lead-free และการประเมิน tin whisker ควรแยกกันในรายการตรวจสอบ
สิ่งที่ควรระบุใน RFQ
- ชนิดผิว: ระบุชื่อ Surface Finish และบริเวณใช้งานตามแบบ หากขอหลายทางเลือก ให้ใช้ข้อกำหนดร่วมกัน
- Lead-free และ RoHS: ระบุความต้องการและเอกสารยืนยัน โดยเฉพาะชนิด HASL
- การเก็บและการจับต้อง: ระบุช่วงเวลาเก็บ แผนเปิดบรรจุภัณฑ์ และการส่งต่อก่อนประกอบ ให้ผู้ผลิตยืนยันตามเอกสารข้อมูลและสเปก
- ข้อกำหนดและมาตรฐาน: ระบุแพ็กเกจ ความเรียบ ความหนาที่ต้องการ และมาตรฐาน เช่น IPC-4552A สำหรับ ENIG พร้อมฉบับและขอบเขตที่ตกลง
- การตรวจและตัวอย่าง: ระบุรายงานหรือตัวอย่างที่ต้องส่งมอบและเกณฑ์ยอมรับ รวมถึงข้อมูลควบคุมความเสี่ยงของผิวที่เลือก
ก่อนเทียบราคา ให้แยกข้อที่ผู้ผลิตยืนยันแล้วออกจากข้อที่ยังรอข้อมูล และตรวจว่าเงื่อนไขตรงกับ RFQ
บริการของเรา
บทความที่เกี่ยวข้อง
แหล่งอ้างอิง
- Hot air solder levelling
- Electroless nickel immersion gold
- Organic solderability preservative
- Immersion silver
- Whisker (metallurgy)
- RoHS Directive
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
ENIG กับ HASL ควรเลือกแบบใด?
ENIG มีความเรียบสูงซึ่งสำคัญต่อ BGA ส่วน HASL เปียกผิวดีแต่ต้องตรวจวิธีปรับระดับสำหรับ fine-pitch เลือกตามข้อกำหนดผิวและ lead-free แล้วเปรียบเทียบราคาจริง
OSP เก็บได้นานแค่ไหน?
อายุการเก็บขึ้นกับเอกสารข้อมูลและสเปกผู้ผลิต ระบุช่วงเวลาเก็บและแผนประกอบใน RFQ แล้วขอคำยืนยัน รวมถึงเงื่อนไขหลังเปิดบรรจุภัณฑ์
BGA และ fine-pitch ต้องใช้ ENIG เสมอหรือไม่?
ENIG มีความเรียบที่สนับสนุนการพิจารณาสำหรับ BGA แต่ต้องตรวจตามสเปกงาน Immersion Silver ก็มีผิวเรียบ ส่วน HASL ต้องตรวจเครื่องปรับระดับและตัวอย่าง
Surface Finish ชนิดใดสอดคล้องกับ RoHS?
ในกลุ่ม HASL เฉพาะ Lead-free HASL เท่านั้นที่สอดคล้องกับ RoHS สำหรับชนิดอื่น ข้อมูลนี้ไม่เพียงพอให้รับรองจากชื่อผิว ต้องขอเอกสารผู้ผลิตตามสเปก
ENEPIG รับประกันว่าไม่เกิด Black Pad หรือไม่?
ข้อมูลยืนยันเพียงการเพิ่มชั้นแพลเลเดียมเหนือชั้นนิกเกิล ไม่ได้ยืนยันว่าปราศจาก Black Pad จึงควรขอหลักฐานการควบคุมคุณภาพจากผู้ผลิต
ผิวเงินหมองกับ silver whisker ต่างกันอย่างไร?
การหมองเกี่ยวข้องกับออกซิเดชันและสารปนเปื้อน ส่วน silver whisker อาจเกิดภายใต้สนามไฟฟ้าและทำให้ลัดวงจร ต้องประเมินแยกกัน
งานความถี่สูงควรเลือก Immersion Silver ทันทีหรือไม่?
มีข้อมูลการสูญเสียต่ำที่ความถี่สูงจาก skin effect แต่ต้องตรวจข้อกำหนดวงจร ความเสี่ยงผิวเงิน และเงื่อนไขจัดเก็บก่อนยืนยันใน RFQ
