Warum sind Tauchvergoldung und Vergoldung auf Leiterplatten erforderlich?

PCB-Oberflächenbehandlung

• Antioxidative Behandlung, Zinnspritzen, bleifreies Zinnspritzen, Vergoldung, Verzinnung, Versilberung, Hartvergoldung, Vollvergoldung, Goldfinger, Nickel-Palladium-Gold.
• OSP (Organische Lötbarkeitskonservierungsmittel): Niedrige Kosten, gute Lötbarkeit, strenge Lagerbedingungen, kurze Lagerzeit, umweltfreundlicher Prozess, gute Lötbarkeit und Ebenheit.
• Zinnspritzen: Verzinnte Platten sind in der Regel mehrschichtig (4–60 Schichten) Hochpräzise PCB-Muster, die von vielen großen inländischen Unternehmen aus den Bereichen Kommunikation, Computer, medizinische Geräte, Luft- und Raumfahrt sowie Forschungseinheiten verwendet wurden.
• Goldene Finger: Verbindungsbauteil zwischen dem Speichermodul und dem Speichersteckplatz auf dem Speichermodul, über den alle Signale übertragen werden. Bestehend aus vielen goldenen leitenden Kontaktstücken, die durch die Vergoldung der Oberfläche fingerartig angeordnet sind.
• Herstellung von Goldfingern: Dabei wird durch ein spezielles Verfahren eine Goldschicht auf die kupferkaschierte Platine aufgetragen. Gold wird aufgrund seiner starken Oxidationsbeständigkeit und Leitfähigkeit ausgewählt. Aufgrund des hohen Goldpreises verwenden viele Speicher jedoch derzeit stattdessen eine Verzinnung, was in den 1990er Jahren begann. Die „goldenen Finger“ von Motherboards, Speichern, Grafikkarten und anderen Geräten bestehen mittlerweile größtenteils aus Zinn, nur einige Hochleistungs-Server-/Workstation-Zubehörteile verwenden weiterhin eine Vergoldung, die natürlich teuer ist.

Warum vergoldete Platinen verwenden?

Mit der zunehmenden Integration von integrierten Schaltungen (ICs) steigt auch die Anzahl und Dichte der IC-Pins. Die vertikale Verzinnungstechnologie stößt bei der Verzinnung an ihre Grenzen, da sie die feinen Lötstellen nur schwer plan blasen kann, was den SMT-Bestückungsprozess erschwert . Zudem ist die Lagerfähigkeit verzinnter Leiterplatten sehr kurz. Vergoldete Leiterplatten lösen diese Probleme.

Bei der Oberflächenmontagetechnik, insbesondere bei den ultrakleinen oberflächenmontierbaren Bauteilen 0603 und 0402, wirkt sich die Ebenheit der Lötstellen direkt auf die Qualität des Lotpastendruckprozesses aus, was einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität des anschließenden Reflow-Lötprozesses hat. Daher wird die Vergoldung der gesamten Platine häufig bei hochdichten und ultrakleinen Oberflächenmontagetechnologien eingesetzt.

Während der Probeproduktion wird die Platine aufgrund von Faktoren wie der Komponentenbeschaffung oft nicht sofort nach ihrer Ankunft verlötet, sondern muss oft einige Wochen oder sogar einige Monate warten, bis sie zum Einsatz kommt. Die Haltbarkeit vergoldeter Platinen ist um ein Vielfaches länger als die einer Blei-Zinn-Legierung, sodass jeder bereit ist, sie zu verwenden.

Darüber hinaus sind die Kosten für vergoldete Leiterplatten im Musterstadium fast die gleichen wie für Leiterplatten mit Blei-Zinn-Legierung. Da die Verkabelung jedoch immer dichter wird, haben die Leitungsbreite und -abstände 2–4 mil erreicht. Dies hat das Problem von Golddraht-Kurzschlüssen mit sich gebracht: Mit zunehmender Signalfrequenz wird der Effekt des Skin-Effekts auf die Signalübertragung zwischen mehreren Beschichtungsschichten deutlicher. Der Skin-Effekt bezieht sich auf: Bei hochfrequentem Wechselstrom fließt der Strom tendenziell auf der Oberfläche des Leiters. Berechnungen zufolge hängt die Hauttiefe mit der Frequenz zusammen.

Warum Gold-Tauchbretter verwenden?

Um die oben genannten Probleme der Vergoldung von Platinen zu lösen, weisen Leiterplatten mit Goldimmersion die folgenden Eigenschaften auf:

1. Da sich die durch Vergolden gebildete Kristallstruktur von der einer Vergoldung unterscheidet, ist die Farbe der Vergoldung gelber als die einer Vergoldung, was die Kunden zufriedener macht.

2. Da sich die beim Vergolden entstehende Kristallstruktur von der beim Vergolden unterscheidet, lässt sich das Vergolden leichter löten als das Vergolden und verursacht keine Lötfehler, die zu Kundenbeschwerden führen.

3. Da nur die Pads der Goldimmersionsplatine Nickel-Gold aufweisen, erfolgt die Signalübertragung beim Skin-Effekt in der Kupferschicht und beeinträchtigt das Signal nicht.

4. Da die Kristallstruktur der Vergoldung dichter ist als die der Vergoldung, besteht eine geringere Oxidationsgefahr.

5. Da nur die Pads der Goldimmersionsplatine Nickel-Gold aufweisen, kommt es nicht zu Golddrahtkurzschlüssen, also zu Mikrokurzschlüssen.

6. 5Da nur die Pads der Goldimmersionsplatine Nickel-Gold aufweisen, ist die Kombination aus Lötstopplack auf den Leiterbahnen und der Kupferschicht sicherer.

7. Wenn die CAM-Technik eine Kompensation durchführt, wird der Abstand nicht beeinflusst.

8. Da sich die Kristallstruktur der Goldimmersion von der der Vergoldung unterscheidet, ist ihre Spannung leichter zu kontrollieren, was dem Klebeprozess von geklebten Produkten förderlicher ist. Gleichzeitig sind Goldimmersionsplatten nicht verschleißfest, wenn sie als Goldfinger verwendet werden, da die Goldimmersion weicher als die Vergoldung ist.

9. Die Ebenheit und Haltbarkeit von Gold-Tauchplatten sind genauso gut wie die von Vergoldungsplatten.

Gold-Tauchbretter im Vergleich zu vergoldeten Brettern

Tatsächlich lässt sich das Vergoldungsverfahren in zwei Arten unterteilen: galvanische Vergoldung und Immersionsvergoldung. Bei der galvanischen Vergoldung ist die Lötwirkung deutlich geringer, während die Immersionsvergoldung eine vergleichsweise bessere Lötwirkung aufweist. Sofern der Hersteller keine zusätzliche Verbindung vorschreibt, entscheiden sich die meisten für die Immersionsvergoldung. Gängige Oberflächenbehandlungen für Leiterplatten sind: Vergoldung (galvanische Vergoldung, Immersionsvergoldung), Versilberung, OSP ( Optical Surface Propulsion) und Zinnbeschichtung (mit und ohne Blei). Diese Behandlungen werden hauptsächlich für FR-4- oder CEM-3-Materialien verwendet. Es gibt jedoch auch Oberflächenbehandlungen für papierbasierte Materialien und Kiefernharzbeschichtungen. Abgesehen von mangelhafter Verzinnung (Zinnfraß) liegen die Ursachen unter anderem in der Lötpastenherstellung des Leiterplattenherstellers und der Materialverarbeitung. Für Probleme mit Leiterplatten gibt es verschiedene Gründe:

• Ob sich beim PCB-Druck ein Ölfilm auf der PAN befindet, der den Verzinnungseffekt blockieren kann; Dies kann durch einen Verzinnungstest überprüft werden.
• Ob die Schmierung auf dem PAN den Designanforderungen entspricht, d. h. ob das Design des Lötpads die Stützwirkung der Komponenten ausreichend gewährleisten kann.
• Ob das Lötpad kontaminiert ist, kann durch Ionenkontaminationstests festgestellt werden.

Die oben genannten drei Punkte sind im Wesentlichen die Schlüsselaspekte, die von Leiterplattenherstellern berücksichtigt werden. Was die Vor- und Nachteile verschiedener Oberflächenbehandlungsmethoden betrifft, so hat jede ihre eigenen Stärken und Schwächen! In Bezug auf die Vergoldung kann die Lagerzeit der Leiterplatte verlängert werden, und die Änderungen der Außentemperatur und -feuchtigkeit sind relativ gering (im Vergleich zu anderen Oberflächenbehandlungen), und sie kann im Allgemeinen etwa ein Jahr lang gelagert werden; Die Oberflächenbehandlung durch Zinnsprühen ist zweitrangig, als nächstes folgt OSP, und diese beiden Oberflächenbehandlungen erfordern viel Aufmerksamkeit auf die Umgebungstemperatur und die Lagerzeit bei Luftfeuchtigkeit.

Im Allgemeinen ist die Oberflächenbehandlung mit Versilberung etwas anders, mit einem höheren Preis, strengeren Lagerbedingungen und einer Verpackung mit schwefelfreiem Papier! Und die Lagerzeit beträgt etwa drei Monate! In Bezug auf die Verzinnungswirkung sind Tauchgold, OSP und Zinnsprühen tatsächlich ähnlich, und die Hersteller achten hauptsächlich auf die Kosteneffizienz!