Proč je na deskách plošných spojů potřeba imerzní zlato a pozlacení?

Povrchová úprava PCB

• Antioxidační úprava, cínování, bezolovnaté cínování, zlacení, cínování, stříbření, tvrdé zlacení, celoplošné zlacení, zlaté prsty, nikl-palladium-zlato.
• OSP (Organické konzervační prostředky na pájení): Nízká cena, dobrá pájitelnost, přísné podmínky skladování, krátká doba skladování, proces šetrný k životnímu prostředí, dobré pájení a rovinnost.
• Stříkání cínu: Cínem stříkané desky jsou obecně vícevrstvý (4-60 vrstev) vysoce přesné vzorky PCB, které byly používány mnoha velkými domácími komunikačními, počítačovými, lékařskými zařízeními, leteckými podniky a výzkumnými jednotkami.
• Zlaté prsty: Propojovací komponenty mezi paměťovým modulem a paměťovým slotem na paměťovém modulu, přes který jsou přenášeny všechny signály. Skládá se z mnoha zlatých vodivých kontaktních kusů uspořádaných jako prsty díky pozlacenému povrchu.
• Výroba zlatých prstů: Zahrnuje nanesení vrstvy zlata na měděnou desku pomocí speciálního procesu. Zlato je vybráno pro svou silnou oxidační odolnost a vodivost. Kvůli vysoké ceně zlata však v současné době mnoho pamětí používá místo toho cínování, které začalo v 1990. letech XNUMX. století. „Zlaté prsty“ základních desek, pamětí, grafických karet a dalších zařízení jsou nyní většinou vyrobeny z cínu, přičemž pouze některé vysoce výkonné příslušenství pro servery/pracovní stanice nadále používá zlacení, které je přirozeně drahé.

Proč používat pozlacené desky

S rostoucí integrací integrovaných obvodů se zvyšuje počet pinů integrovaných obvodů a jejich hustota se zvyšuje. Technologie vertikálního cíno-stříkání má potíže s foukáním do plochých pájených spojů, což ztěžuje proces SMT montáže . Kromě toho je životnost desek s cíno-stříkaným povrchem velmi krátká. Pozlacené desky tyto problémy řeší.

U technologie povrchové montáže, zejména u ultra malých součástek pro povrchovou montáž 0603 a 0402, rovinnost pájených spojů přímo ovlivňuje kvalitu procesu tisku pájecí pastou, což má rozhodující vliv na kvalitu následného procesu pájení přetavením. Proto je celoplošné zlacení často vidět v technologii povrchové montáže s vysokou hustotou a ultra-malým povrchem.

Během fáze zkušební výroby kvůli faktorům, jako je nákup součástek, deska často není pájena ihned po dodání, ale často musí čekat několik týdnů nebo dokonce několik měsíců, než se použije. Trvanlivost pozlacených desek je mnohonásobně delší než u slitiny olova a cínu, takže je ochoten použít každý.

Kromě toho jsou náklady na pozlacené PCB ve fázi vzorku téměř stejné jako náklady na desky ze slitiny olova a cínu. Avšak s tím, jak je vedení stále hustší, dosáhla šířka a rozestup čar 2-4 mil. To přineslo problém se zkratem zlatého drátu: Jak se frekvence signálu zvyšuje, účinek kožního efektu na přenos signálu mezi více vrstvami pokovování se stává zjevnějším. Kožní efekt se týká: u vysokofrekvenčního střídavého proudu má proud tendenci téci po povrchu vodiče. Podle výpočtů souvisí hloubka kůže s frekvencí.

Proč používat zlaté ponorné desky

K vyřešení výše uvedených problémů pozlacených desek mají desky plošných spojů používající ponoření do zlata následující vlastnosti:

1. Vzhledem k tomu, že krystalová struktura tvořená zlatým ponorem je odlišná od struktury zlacení, je zlaté ponoření více žluté než pozlacení, se kterým jsou zákazníci spokojenější.

2. Vzhledem k tomu, že krystalová struktura vytvořená ponořením do zlata je odlišná od struktury pokovování zlatem, je ponoření do zlata snadněji pájitelné než pokovování zlatem a nezpůsobí vady pájení, což vede ke stížnostem zákazníků.

3. Protože pouze podložky zlaté ponorné desky mají nikl-zlato, přenos signálu v efektu skin je v měděné vrstvě a neovlivní signál.

4. Vzhledem k tomu, že krystalová struktura zlatého ponoru je hustší než struktura zlatého pokovování, je méně pravděpodobné, že bude oxidovat.

5. Protože pouze podložky zlaté ponorné desky mají nikl-zlato, nebudou tam žádné zlaté drátěné šortky, což jsou mikro šortky.

6. 5Protože pouze podložky zlaté ponorné desky mají nikl-zlato, je kombinace pájecího odporu na stopách a měděné vrstvy bezpečnější.

7. Když CAM inženýrství provádí kompenzaci, rozteč nebude ovlivněna.

8. Vzhledem k tomu, že krystalová struktura zlatého ponoru je odlišná od struktury zlatého pokovování, je jeho namáhání snadněji kontrolovatelné, což je příznivější pro lepení lepených výrobků. Zároveň, protože zlaté ponory jsou měkčí než pozlacení, zlaté ponorné desky nejsou odolné proti opotřebení, když se používají jako zlaté prsty.

9. Rovinnost a životnost zlatých ponorných desek je stejně dobrá jako u pozlacených desek.

Gold Immersion Boards vs. Gold Plating Boards

Ve skutečnosti lze proces zlacení rozdělit na dva typy: galvanické zlato a imerzní zlato. U procesu zlacení je pájecí účinek výrazně snížen, zatímco pájecí účinek imerzního zlata je relativně lepší. Pokud výrobce nevyžaduje lepení, většina výrobců volí proces imerzního zlata! Obecně jsou běžné povrchové úpravy desek plošných spojů následující: zlacení (galvanické zlato, imerzní zlato), stříbření, OSP , cínování (s olovem i bez olova). Tyto úpravy jsou určeny hlavně pro materiály FR-4 nebo CEM-3 a existují povrchové úpravy pro materiály na bázi papíru a povlaky borové kalafuny. Pokud vyloučíme špatné cínování (požírání cínu), důvody zahrnují výrobu pájecí pasty výrobcem záplaty a proces zpracování materiálu. Existuje několik důvodů pro problémy s deskami plošných spojů:

• Zda je na PAN při tisku DPS olejový film, který může blokovat efekt cínování; to lze ověřit cínovacím testem.
• Zda mazání na PAN odpovídá konstrukčním požadavkům, tedy zda konstrukce pájecí podložky dokáže dostatečně zajistit podpůrný účinek součástek.
• Zda je pájecí ploška kontaminovaná, což lze určit testováním iontové kontaminace.

Výše uvedené tři body jsou v zásadě klíčovými aspekty, které výrobci PCB zvažují. Pokud jde o výhody a nevýhody několika metod povrchové úpravy, každá má své silné a slabé stránky! Pokud jde o zlacení, může prodloužit dobu skladování DPS a změny teploty a vlhkosti vnějšího prostředí jsou relativně malé (ve srovnání s jinými povrchovými úpravami) a obecně lze skladovat asi rok; Povrchová úprava cínovým nástřikem je druhotná, na řadě je OSP a tyto dvě povrchové úpravy vyžadují velkou pozornost při skladování při teplotě a vlhkosti prostředí.

Obecně je povrchová úprava stříbřením poněkud odlišná, s vyšší cenou, přísnějšími podmínkami skladování, vyžadující balení papírem bez obsahu síry! A doba skladování je asi tři měsíce! Co se týče efektu cínování, ponorné zlato, OSP a nástřik cínem jsou vlastně podobné a výrobci berou v úvahu hlavně hospodárnost!