Wykończenie powierzchni PCB (płytki drukowanej) odnosi się do rodzaju powłoki lub obróbki zastosowanej na odsłoniętych ścieżkach miedzianych i podkładkach na powierzchni płytki.Wykończenie powierzchni służy kilku celom, w tym ochronie odsłoniętej miedzi przed utlenianiem, poprawie lutowności i zapewnieniu płaskiej powierzchni do mocowania komponentów podczas montażu.Różne wykończenia powierzchni oferują różne poziomy wydajności, kosztów i zgodności z określonymi zastosowaniami.
Złocenie i złoto zanurzeniowe to procesy powszechnie stosowane w nowoczesnej produkcji płytek drukowanych.Wraz z rosnącą integracją układów scalonych i rosnącą liczbą pinów, proces pionowego natryskiwania lutu ma trudności ze spłaszczeniem małych pól lutowniczych, co stwarza wyzwania dla montażu SMT.Dodatkowo trwałość natryskiwanych blach blaszanych jest krótka.Pozłacanie lub procesy złota zanurzeniowego oferują rozwiązania tych problemów.
W technologii montażu powierzchniowego, szczególnie w przypadku bardzo małych komponentów, takich jak 0603 i 0402, płaskość pól lutowniczych bezpośrednio wpływa na jakość druku pasty lutowniczej, co z kolei znacząco wpływa na jakość późniejszego lutowania rozpływowego.Dlatego też w procesach montażu powierzchniowego o dużej gęstości i bardzo małych powierzchniach często obserwuje się stosowanie złocenia lub złota immersyjnego na całej płycie.
Na etapie produkcji próbnej, ze względu na takie czynniki jak zakup komponentów, płytki często nie są lutowane natychmiast po dostawie.Zamiast tego mogą czekać tygodnie, a nawet miesiące, zanim zostaną użyte.Trwałość płyt złoconych i zanurzeniowych jest znacznie dłuższa niż płyt cynowanych.W związku z tym, sposoby te są korzystne.Koszt płytek drukowanych pozłacanych i zanurzanych w złocie na etapie pobierania próbek jest porównywalny z kosztem płytek ze stopu ołowiu i cyny.
1. Bezprądowe złoto zanurzeniowe w niklu (ENIG): Jest to powszechna metoda obróbki powierzchni PCB.Polega na nałożeniu na pola lutownicze warstwy niklu bezprądowego jako warstwy pośredniej, a następnie na powierzchnię niklu warstwy złota zanurzeniowego.ENIG oferuje korzyści, takie jak dobra lutowność, płaskość, odporność na korozję i korzystna wydajność lutowania.Właściwości złota pomagają również zapobiegać utlenianiu, zwiększając w ten sposób stabilność przechowywania w długim okresie.
2. Poziomowanie lutem gorącym powietrzem (HASL): Jest to kolejna popularna metoda obróbki powierzchni.W procesie HASL pola lutownicze zanurza się w roztopionym stopie cyny, a nadmiar lutu wydmuchuje się za pomocą gorącego powietrza, pozostawiając jednolitą warstwę lutu.Zalety HASL obejmują niższy koszt, łatwość produkcji i lutowania, chociaż jego precyzja powierzchni i płaskość mogą być porównywalnie niższe.
3. Galwanizacja złota: Metoda ta polega na nałożeniu warstwy złota na pola lutownicze.Złoto wyróżnia się przewodnością elektryczną i odpornością na korozję, poprawiając w ten sposób jakość lutowania.Jednak złocenie jest generalnie droższe w porównaniu z innymi metodami.Jest szczególnie stosowany w zastosowaniach ze złotymi palcami.
4. Organiczne środki konserwujące lutowność (OSP): OSP polega na nałożeniu organicznej warstwy ochronnej na pola lutownicze, aby chronić je przed utlenianiem.OSP zapewnia dobrą płaskość, lutowność i nadaje się do lekkich zastosowań.
5. Cyna zanurzeniowa: Podobnie jak złoto zanurzeniowe, cyna zanurzeniowa polega na pokryciu pól lutowniczych warstwą cyny.Cyna zanurzeniowa zapewnia dobrą wydajność lutowania i jest stosunkowo opłacalna w porównaniu z innymi metodami.Może jednak nie przewyższać złota immersyjnego pod względem odporności na korozję i długoterminowej stabilności.
6. Niklowanie/złocenie: Metoda ta jest podobna do złota zanurzeniowego, ale po niklowaniu bezprądowym nakładana jest warstwa miedzi, a następnie metalizowana.Takie podejście zapewnia dobrą przewodność i odporność na korozję, odpowiednie do zastosowań o wysokiej wydajności.
7. Posrebrzanie: Posrebrzanie polega na pokryciu pól lutowniczych warstwą srebra.Srebro ma doskonałą przewodność, ale może utleniać się pod wpływem powietrza, co zwykle wymaga dodatkowej warstwy ochronnej.
8. Twarde złocenie: Ta metoda jest stosowana w przypadku złączy lub punktów stykowych gniazd, które wymagają częstego wkładania i wyjmowania.Nakładana jest grubsza warstwa złota, aby zapewnić odporność na zużycie i korozję.
Różnice między złoceniem a złotem immersyjnym:
1. Struktura kryształu utworzona przez złocenie i złoto immersyjne jest inna.Złocenie ma cieńszą warstwę złota w porównaniu ze złotem immersyjnym.Złocenie jest zwykle bardziej żółte niż złoto zanurzeniowe, co klienci uważają za bardziej zadowalające.
2. Złoto immersyjne ma lepsze właściwości lutownicze w porównaniu do złocenia, redukując wady lutownicze i reklamacje klientów.Płyty ze złotem zanurzeniowym charakteryzują się bardziej kontrolowanymi naprężeniami i są bardziej odpowiednie do procesów klejenia.Jednakże, ze względu na swoją bardziej miękką naturę, złoto zanurzeniowe jest mniej trwałe dla złotych palców.
3. Złoto zanurzeniowe pokrywa jedynie niklowo-złote pola lutownicze, nie wpływając na transmisję sygnału w warstwach miedzi, natomiast złocenie może mieć wpływ na transmisję sygnału.
4. Twarde złocenie ma gęstszą strukturę krystaliczną w porównaniu ze złotem zanurzeniowym, dzięki czemu jest mniej podatne na utlenianie.Złoto immersyjne ma cieńszą warstwę złota, która może umożliwić dyfuzję niklu.
5. Złoto immersyjne rzadziej powoduje zwarcia w przewodach w konstrukcjach o dużej gęstości w porównaniu do złocenia.
6. Złoto immersyjne ma lepszą przyczepność pomiędzy warstwą lutowia i miedzi, co nie wpływa na odstępy podczas procesów kompensacyjnych.
7. W przypadku płyt o większym zapotrzebowaniu często stosuje się złoto immersyjne ze względu na jego lepszą płaskość.Złocenie generalnie pozwala uniknąć zjawiska czarnej podkładki po montażu.Płaskość i trwałość płyt ze złotem zanurzeniowym są tak dobre, jak w przypadku złocenia.
Wybór odpowiedniej metody obróbki powierzchni wymaga uwzględnienia takich czynników, jak parametry elektryczne, odporność na korozję, koszt i wymagania dotyczące zastosowania.W zależności od konkretnych okoliczności można wybrać odpowiednie procesy obróbki powierzchni, aby spełnić kryteria projektowe.
Czas publikacji: 18 sierpnia 2023 r
