¿Por qué es necesaria la inmersión en oro y el baño de oro en los PCB?

Tratamiento de superficie de PCB

• Tratamiento antioxidante, pulverización de estaño, pulverización de estaño sin plomo, dorado, estañado, plateado, dorado duro, dorado completo, dedos dorados, níquel-paladio-oro.
• OSP (Conservantes Orgánicos de Soldabilidad): Bajo costo, buena soldabilidad, condiciones estrictas de almacenamiento, corto tiempo de almacenamiento, proceso ecológico, buena soldadura y planitud.
• Pulverización de estaño: Los tableros pintados con estaño generalmente multicapa (4-60 capas) muestras de PCB de alta precisión, que han sido utilizadas por muchas grandes unidades nacionales de comunicaciones, computadoras, equipos médicos, empresas aeroespaciales y unidades de investigación.
• Dedos de oro: Componentes de conexión entre el módulo de memoria y la ranura de memoria del módulo de memoria, a través de los cuales se transmiten todas las señales. Compuesto por muchas piezas de contacto conductoras doradas dispuestas como dedos debido a que su superficie está chapada en oro.
• Fabricación de dedos de oro: Implica aplicar una capa de oro al tablero revestido de cobre mediante un proceso especial. El oro se elige por su fuerte resistencia a la oxidación y su conductividad. Sin embargo, debido al alto costo del oro, muchas memorias actualmente utilizan en su lugar el estañado, lo que comenzó en la década de 1990. Los “dedos de oro” de las placas base, las memorias, las tarjetas gráficas y otros dispositivos ahora están hechos en su mayoría de estaño, y sólo algunos accesorios de servidores/estaciones de trabajo de alto rendimiento siguen utilizando un baño de oro, lo que naturalmente es caro.

Por qué utilizar tableros chapados en oro

Con la creciente integración de circuitos integrados, el número de pines aumenta y su densidad también. La tecnología de pulverización vertical de estaño dificulta el aplanamiento de las finas uniones de soldadura, lo que complica el proceso de ensamblaje SMT . Además, la vida útil de las placas recubiertas con estaño es muy corta. Las placas chapadas en oro solucionan estos problemas.

Para la tecnología de montaje en superficie, especialmente para los componentes de montaje en superficie ultrapequeños 0603 y 0402, la planitud de las uniones de soldadura afecta directamente la calidad del proceso de impresión de la pasta de soldadura, lo que tiene un impacto decisivo en la calidad del posterior proceso de soldadura por reflujo. Por lo tanto, el baño de oro completo se ve a menudo en tecnología de montaje en superficie ultrapequeña y de alta densidad.

Durante la etapa de producción de prueba, debido a factores como la adquisición de componentes, la placa a menudo no se suelda inmediatamente después de su llegada, sino que a menudo tiene que esperar algunas semanas o incluso un par de meses antes de usarla. La vida útil de los tableros chapados en oro es muchas veces mayor que la de las aleaciones de plomo y estaño, por lo que todo el mundo está dispuesto a utilizarlos.

Además, el costo de los PCB chapados en oro en la etapa de muestra es casi el mismo que el de los tableros de aleación de plomo y estaño. Sin embargo, a medida que el cableado se vuelve cada vez más denso, el ancho y el espaciado de las líneas han alcanzado entre 2 y 4 mils. Esto ha provocado el problema de los cortocircuitos en los cables de oro: a medida que aumenta la frecuencia de la señal, el efecto del efecto piel en la transmisión de la señal entre múltiples capas de revestimiento se vuelve más evidente. El efecto piel se refiere a: para CA de alta frecuencia, la corriente tiende a fluir sobre la superficie del conductor. Según los cálculos, la profundidad de la piel está relacionada con la frecuencia.

¿Por qué utilizar placas de inmersión en oro?

Para resolver los problemas anteriores de las placas chapadas en oro, los PCB que utilizan inmersión en oro tienen las siguientes características:

1. Debido a que la estructura cristalina formada por la inmersión en oro es diferente a la del baño de oro, la inmersión en oro es más amarilla que el baño de oro, lo que hace que los clientes estén más satisfechos.

2. Debido a que la estructura cristalina formada por la inmersión en oro es diferente de la del baño de oro, la inmersión en oro es más fácil de soldar que el baño de oro y no causará defectos de soldadura, lo que generará quejas de los clientes.

3. Debido a que solo las almohadillas de la placa de inmersión en oro tienen níquel-oro, la transmisión de señal en el efecto piel se realiza en la capa de cobre y no afectará la señal.

4. Debido a que la estructura cristalina de la inmersión en oro es más densa que la del baño de oro, es menos probable que se oxide.

5. Debido a que solo las almohadillas de la placa de inmersión en oro tienen níquel-oro, no habrá cortocircuitos en los cables dorados, que son microcortos.

6, 5Debido a que solo las almohadillas de la placa de inmersión en oro tienen níquel-oro, la combinación de resistencia de soldadura en las pistas y la capa de cobre es más segura.

7. Cuando la ingeniería CAM realiza una compensación, el espaciado no se verá afectado.

8. Debido a que la estructura cristalina de la inmersión en oro es diferente de la del baño de oro, su tensión es más fácil de controlar, lo que favorece más el procesamiento de unión de productos unidos. Al mismo tiempo, debido a que la inmersión en oro es más suave que el baño de oro, las placas de inmersión en oro no son resistentes al desgaste cuando se usan como dedos de oro.

9. La planitud y la vida útil de las placas de inmersión en oro son tan buenas como las de las placas chapadas en oro.

Placas de inmersión en oro versus placas de chapado en oro

De hecho, el proceso de chapado en oro se puede dividir en dos tipos: oro electrochapado y oro por inmersión. En el proceso de chapado en oro, su efecto de soldadura se reduce considerablemente, mientras que el efecto de soldadura del oro por inmersión es relativamente mejor. A menos que el fabricante requiera unión, la mayoría de los fabricantes optarán por el proceso de oro por inmersión. En general, los tratamientos superficiales comunes de las PCB son los siguientes: chapado en oro (oro electrochapado, oro por inmersión), chapado en plata, OSP , pulverización de estaño (con y sin plomo). Estos tratamientos se aplican principalmente a materiales FR-4 o CEM-3, y también existen tratamientos superficiales para materiales a base de papel y recubrimientos de resina de pino. Si se excluye el estañado deficiente (corrosión del estaño), las razones incluyen la producción de la pasta de soldadura por parte del fabricante del parche y el proceso del material. Para los problemas de PCB, existen varias razones:

• Si hay una película de aceite en la PAN durante la impresión de PCB, que puede bloquear el efecto de estañado; esto se puede verificar mediante la prueba de estañado.
• Si la lubricación en el PAN cumple con los requisitos de diseño, es decir, si el diseño de la almohadilla de soldadura puede garantizar suficientemente el efecto de soporte de los componentes.
• Si la almohadilla de soldadura está contaminada, esto se puede determinar mediante pruebas de contaminación iónica.

Los tres puntos anteriores son básicamente los aspectos clave considerados por los fabricantes de PCB. En cuanto a las ventajas y desventajas de varios métodos de tratamiento de superficies, ¡cada uno tiene sus propias fortalezas y debilidades! En términos de baño de oro, puede extender el tiempo de almacenamiento de la PCB, y los cambios en la temperatura y humedad del ambiente externo son relativamente pequeños (en comparación con otros tratamientos de superficie), y generalmente se puede almacenar durante aproximadamente un año; El tratamiento de la superficie con pulverización de estaño es secundario, el OSP es el siguiente, y estos dos tratamientos de superficie requieren mucha atención a la temperatura ambiental y el tiempo de almacenamiento de la humedad.

En general, el tratamiento de la superficie plateada es algo diferente, con un precio más alto, condiciones de almacenamiento más estrictas y que requieren un embalaje con papel sin azufre. ¡Y el tiempo de almacenamiento es de unos tres meses! En términos de efecto de estañado, el oro por inmersión, el OSP y la pulverización de estaño son en realidad similares, ¡y los fabricantes consideran principalmente la rentabilidad!