Klasifikasi Finishing Permukaan PCB: Jenis, Fitur, dan Aplikasi

Penutup permukaan PCB adalah pahlawan yang tidak dikenal dari manufaktur elektronik, menjembatani kesenjangan antara jejak tembaga telanjang dan sendi solder.Lapisan pelindung ini memastikan koneksi listrik yang handal, tahan korosi, dan memperpanjang umur simpan penting untuk segala sesuatu dari smartphone untuk sistem aerospace.memilih finishing yang tepat tergantung pada kebutuhan aplikasiPanduan ini mengklasifikasikan finishing permukaan PCB yang paling umum, membandingkan karakteristik mereka, dan mengidentifikasi jenis-jenis finishing yang paling umum.dan membantu Anda memilih pilihan terbaik untuk proyek Anda.

Kunci untuk mengambil
1.Lapisan permukaan PCB melindungi jejak tembaga dari oksidasi, memastikan solderable selama perakitan dan keandalan jangka panjang.
2.ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) menawarkan kombinasi terbaik dari solder, umur simpan, dan kinerja frekuensi tinggi, ideal untuk aplikasi medis dan aerospace.
3.HASL (Hot Air Solder Leveling) tetap hemat biaya untuk elektronik konsumen bervolume tinggi tetapi berjuang dengan komponen dengan nada halus.
4.Timah dan perak yang terendam unggul dalam desain bebas timbal dan kepadatan tinggi, sementara OSP (Organic Soldability Preservative) lebih disukai untuk proyek-proyek berbiaya rendah dan jangka waktu simpan pendek.
5,Pilihan tergantung pada faktor-faktor seperti ukuran pitch (≤0,4mm membutuhkan ENIG/tin), umur simpan (ENIG berlangsung > 1 tahun), dan tekanan lingkungan (mobil membutuhkan ketahanan suhu tinggi).

Apa yang dimaksud dengan permukaan PCB?
Penutup permukaan PCB adalah lapisan tipis yang diterapkan pada jejak tembaga yang terpapar dan bantalan setelah mengikis. Peran utama mereka adalah:
Mencegah oksidasi: Tembaga telanjang bereaksi dengan udara, membentuk lapisan oksida yang tidak dapat dilas dalam beberapa jam.
Meningkatkan soldering: Menyediakan permukaan yang stabil untuk solder untuk basah dan membentuk sendi yang kuat selama soldering reflow atau gelombang.
Lindungi saat penanganan: Tahan goresan, kelembaban, dan bahan kimia selama pemasangan dan penyimpanan.
Tanpa finishing, PCB menjadi tidak dapat dirakit dalam beberapa hari, dan bahkan oksidasi kecil dapat menyebabkan kegagalan sendi solder dalam penggunaan lapangan.

Klasifikasi PCB Surface Finish
Penutup permukaan dikategorikan berdasarkan bahan dan proses penerapannya. Berikut adalah jenis yang paling umum, bersama dengan fitur, pro, dan kontra mereka.

1. HASL (Hot Air Solder Leveling)
HASL adalah salah satu finishing tertua dan paling banyak digunakan, terutama dalam produksi bervolume tinggi.
Mencelupkan PCB dalam solder cair (bebas timah atau timah-timah).
Menembus udara panas di permukaan untuk menghilangkan kelebihan solder, meninggalkan lapisan datar (tetapi sedikit tidak merata).
Fiturnya:
Komposisi: 99,3% timah, 0,7% tembaga (bebas timah) atau 63% timah/37% timah (tradisional, sekarang langka).
Kemampuan untuk disolder: Sangat baik untuk komponen SMT melalui lubang dan besar; mudah basah.
Masa simpan: 6-9 bulan (oksidasi secara perlahan merendahkan kelayakan las).
Biaya: Terendah di antara finishing (1x dasar).
Keuntungan:
Ekonomi untuk produksi bervolume besar (100.000 unit).
Tahan beberapa siklus reflow (35x).
Kontra:
Permukaan yang tidak rata (± 10μm) berisiko menjembatani solder pada komponen pitch halus (pitch < 0,8mm).
Versi bebas timbal memiliki titik leleh yang lebih tinggi, yang membutuhkan profil reflow yang lebih panas.
Terbaik untuk: Elektronik konsumen (TV, router), PCB murah dengan komponen besar.

2. ENIG (Elektroless Nickel Immersion Gold)
ENIG adalah finishing dua lapisan: penghalang nikel (36μm) di atasnya dengan lapisan emas tipis (0,05μm).
Fiturnya:
Komposisi: Nikel-fosfor (6% fosfor) + emas murni.
Soldeable: sangat baik; nikel membentuk ikatan yang kuat dengan solder, sedangkan emas mencegah oksidasi.
Masa simpan: > 1 tahun (emas tahan oksidasi tanpa batas).
Biaya: 1,5 ¢ 2x lebih tinggi dari HASL.
Keuntungan:
Permukaan datar (± 2μm) ideal untuk komponen dengan pitch halus (≤ 0,4mm BGA, QFN).
Kinerja frekuensi tinggi (kerugian sinyal rendah hingga 40GHz) karena konduktivitas emas.
Tahan korosi dan suhu ekstrem (-40°C sampai 125°C).
Kontra:
Risiko pad hitam (korosi nikel di bawah emas) jika parameter plating tidak berfungsi.
Emas mahal; lapisan tebal (> 0,2 μm) menyebabkan embrittlement solder.
Terbaik untuk: Perangkat medis, aerospace, peralatan 5G, dan PCB dengan komponen yang halus.

3. Immersi Tin
Timah immersi mendeposi lapisan timah murni (0,8 2,5 μm) melalui reaksi kimia, membentuk permukaan yang dapat dilas tanpa listrik.
Fiturnya:
Komposisi: 99,9% timah.
Soldeable: Sangat baik; membentuk sendi solder yang kuat dan lentur.
Masa simpan: 12+ bulan dengan penyimpanan yang tepat (kantong kering dan tertutup).
Biaya: 1,2 ¢ 1,5x HASL.
Keuntungan:
Permukaan datar (±3μm) cocok untuk desain dengan pitch halus (0,5mm pitch) dan kepadatan tinggi.
Bebas timah dan sesuai dengan RoHS.
Kompatibel dengan pemadatan bebas timbal dan tradisional.
Kontra:
Sangat rentan terhadap “biskut timah” (filamen konduktif kecil) di lingkungan yang lembab, berisiko sirkuit pendek.
Membutuhkan penanganan yang hati-hati; timah mudah tergores.
Terbaik untuk: Elektronik otomotif (lampu depan LED), sensor industri, dan PCB dengan komponen dengan pitch rata-rata halus.

4. OSP (konservatif solder organik)
OSP adalah lapisan organik tipis (0,1 ∼0,5 μm) yang diterapkan melalui pencelupan, membentuk lapisan pelindung yang larut selama pengelasan, mengekspos tembaga segar.
Fiturnya:
Komposisi: Zat organik berbasis azole (derivatif benzotriazole).
Soldeable: Baik untuk siklus reflow 1-2; larut dengan bersih selama pengelasan.
Masa simpan: 3-6 bulan (degradasi kelembaban > 60%).
Biaya: 0,8x HASL (paling murah untuk volume rendah).
Keuntungan:
Permukaan ultra datar (± 1μm) sempurna untuk komponen dengan nada halus (< 0,4 mm).
Tidak ada lapisan logam, menjaga integritas sinyal frekuensi tinggi (ideal untuk 5G).
Kontra:
Satu kali digunakan; OSP larut selama pengelasan, meninggalkan tembaga yang terkena oksidasi sesudahnya.
Ketahanan yang buruk; goresan atau kelembaban merusak solder.
Terbaik untuk: Prototipe bervolume rendah, PCB frekuensi tinggi (5G, radar), dan perangkat umur pendek.

5- Pemanasan Perak.
Perak perendaman adalah lapisan perak tipis (0,1 × 0,5 μm) yang disimpan secara kimia, menawarkan keseimbangan kinerja dan biaya.
Fiturnya:
Komposisi: perak murni.
Soldeable: sangat baik; membentuk sendi yang kuat dengan fluks minimal.
Masa simpan: 6 ̊9 bulan (bercahaya dalam kelembaban tinggi).
Biaya: 1.3 ¢ 1.6x HASL.
Keuntungan:
Permukaan datar (± 3μm) bekerja untuk sinyal pitch halus (0,5mm) dan kecepatan tinggi.
Pengolahan lebih cepat daripada ENIG, mengurangi lead time.
Kontra:
Pemanis (mengalir) di lingkungan lembab (> 60% RH) mengurangi soldeerability.
Migrasi perak berisiko sirkuit pendek pada PCB tegangan tinggi.
Terbaik untuk: peralatan telekomunikasi, PCB militer, dan proyek yang membutuhkan turnaround lebih cepat daripada ENIG.

Tabel Perbandingan: PCB Surface Finishes

Cara Memilih Lampu Lampu yang Tepat
Pemilihan tergantung pada kebutuhan spesifik proyek Anda.

1. Komponen Pitch Size
Pitch halus (<0,4mm): ENIG atau OSP (permukaan datar mencegah jembatan).
Pitch menengah (0.5 0.8 mm): Timah immersi, perak, atau ENIG.
Pitch besar (> 0.8mm): HASL (paling ekonomis).

2Persyaratan Masa Pelapisan
>6 bulan: ENIG atau tin perendaman (tahan oksidasi paling lama).
3-6 bulan: Perak pencelupan atau HASL.
Jangka pendek (prototype): OSP (biaya terendah).

3. Lingkungan Aplikasi
Kelembaban tinggi: ENIG (emas tahan terhadap noda) atau timah perendaman (lebih baik daripada perak).
Suhu tinggi: ENIG (nikel tahan 300°C+) atau timah perendaman.
Frekuensi tinggi (5G/radar): OSP (tidak ada lapisan logam) atau ENIG (kerugian sinyal rendah).

4. Volume Produksi & Biaya
Volume tinggi (100k+): HASL (biaya per unit terendah).
Volume menengah (10k 100k): Timah atau perak immersi.
Volume rendah/keandalan tinggi: ENIG (membuktikan biaya yang lebih tinggi).

5Standar Industri
Otomotif (IATF 16949): ENIG atau tin perendaman (tahan getaran / panas).
Medis (ISO 13485): ENIG (biokompatibel, umur simpan panjang).
Aerospace (AS9100): ENIG (tahan kondisi ekstrem).

Mitos Umum Tentang Lampu Lampu PCB
Mitos: ENIG selalu lebih baik.
Fakta: ENIG terlalu mahal untuk PCB berpitch besar dan murah; HASL bekerja dengan baik dan biaya lebih rendah.

Mitos: OSP tidak dapat diandalkan.
Fakta: OSP berkinerja baik untuk perangkat jangka pendek (misalnya, elektronik musiman) dan desain frekuensi tinggi.

Mitos: Timah yang direndam menyebabkan kumis pada semua kasus.
Fakta: Pelapisan yang tepat (additif untuk menekan kumis) dan penyimpanan (kondisi kering) meminimalkan risiko ini.

FAQ
T: Selesai mana yang terbaik untuk PCB frekuensi tinggi (28GHz+)?
A: OSP (tidak ada lapisan logam) atau ENIG (kehilangan emas yang rendah) adalah yang terbaik.

T: Dapatkah saya menggunakan ENIG untuk pemasangan bebas timbal?
A: Ya. ENIG bekerja dengan solder bebas timbal (Sn-Ag-Cu) dan memenuhi persyaratan RoHS.

T: Bagaimana saya memperpanjang umur OSP?
A: Simpan PCB dalam kantong tertutup dengan pengering, menjaga kelembaban < 50%, dan gunakan dalam waktu 3 bulan setelah produksi.

T: Apa yang menyebabkan "pad hitam" pada ENIG?
A: Nikel yang terlalu mengukir atau parameter plating emas yang tidak tepat. Pilih produsen yang disertifikasi dengan IPC-4552 untuk menghindari ini.

T: Apakah HASL masih relevan dengan peraturan bebas timbal?
A: Ya. HASL bebas timbal (Sn-Cu) memenuhi RoHS dan tetap hemat biaya untuk komponen besar.

Kesimpulan
Penutupan permukaan PCB sangat penting untuk keandalan, keberhasilan perakitan, dan kinerja.OSP untuk frekuensi tinggi Anda dapat memilih finishing yang optimal untuk proyek AndaApakah membangun smartphone atau satelit, permukaan yang tepat memastikan PCB Anda bertahan perakitan, penyimpanan, dan tahun penggunaan lapangan.