Miksi piirilevyissä tarvitaan Immersion Goldia ja Gold Plating -pinnoitusta?

PCB-pintakäsittely

• Antioksidanttikäsittely, tinaruiskutus, lyijytön tinaruiskutus, kultapinnoitus, tinaus, hopeapinnoitus, kovakullaus, täysihoitokullaus, kultasormet, nikkeli-palladium-kulta.
• OSP (Organic Solderability Preservatives): Alhaiset kustannukset, hyvä juotettavuus, tiukat säilytysolosuhteet, lyhyt varastointiaika, ympäristöystävällinen prosessi, hyvä juotos ja tasaisuus.
• Tinan ruiskutus: Tina-ruiskutetut levyt ovat yleensä monikerroksinen (4-60 kerrosta) korkean tarkkuuden piirilevynäytteitä, joita ovat käyttäneet monet suuret kotimaiset viestintä-, tietokone-, lääketieteelliset laitteet, ilmailualan yritykset ja tutkimusyksiköt.
• Kultaiset sormet: Komponenttien yhdistäminen muistimoduulin ja muistimoduulin muistipaikan välillä, jonka kautta kaikki signaalit siirretään. Koostuu monista kullanvärisistä johtavista kosketusosista, jotka on järjestetty sormien tapaan, koska pinta on kullattu.
• Kultasormien valmistus: Sisältää kultakerroksen levittämisen kuparipäällysteiseen levyyn erityisellä prosessilla. Kulta on valittu sen vahvan hapettumiskestävyyden ja johtavuuden vuoksi. Kuitenkin kullan korkean hinnan vuoksi monet muistot käyttävät nykyään sen sijaan tinausta, joka alkoi 1990-luvulla. Emolevyjen, muistien, näytönohjainkorttien ja muiden laitteiden "kultasormet" on nyt enimmäkseen valmistettu tinasta, ja vain jotkin tehokkaat palvelin/työasematarvikkeet käyttävät edelleen kullattua, mikä on luonnollisesti kallista.

Miksi käyttää kullattuja levyjä

IC-piirien integraation lisääntyessä IC-nastojen määrä kasvaa ja tiheneemmät ovat. Pystysuora tinan ruiskutustekniikka vaikeuttaa hienojen juotosliitosten tasaiseksi puhaltamista, mikä vaikeuttaa SMT -kokoonpanoprosessia . Lisäksi tinalla ruiskutettujen piirilevyjen säilyvyysaika on hyvin lyhyt. Kullatut piirilevyt ratkaisevat nämä ongelmat.

Pinta-asennustekniikassa, erityisesti 0603- ja 0402-ultrapienten pinta-asennuskomponenttien kohdalla, juotosliitosten tasaisuus vaikuttaa suoraan juotospastan tulostusprosessin laatuun, millä on ratkaiseva vaikutus myöhemmän reflow-juottoprosessin laatuun. Siksi täysihoitokullaus nähdään usein korkeatiheyksisessä ja erittäin pienessä pinta-asennustekniikassa.

Koetuotantovaiheessa levyä ei usein juoteta komponenttien hankinnan kaltaisten tekijöiden vuoksi heti sen saapumisen jälkeen, vaan sitä joutuu usein odottamaan muutama viikko tai jopa pari kuukautta ennen käyttöä. Kullattujen levyjen säilyvyys on monta kertaa pidempi kuin lyijy-tinaseoksen, joten jokainen on valmis käyttämään niitä.

Lisäksi kullattujen piirilevyjen hinta näytevaiheessa on lähes sama kuin lyijy-tinaseoslevyjen hinta. Kuitenkin johdotuksen tiivistyessä yhä tiheämmäksi linjan leveys ja etäisyys ovat saavuttaneet 2-4 mil. Tämä on aiheuttanut kultalangan oikosulkujen ongelman: Kun signaalin taajuus kasvaa, skin-ilmiön vaikutus signaalin siirtoon useiden pinnoituskerrosten välillä tulee selvemmäksi. Skin-ilmiö tarkoittaa: suurtaajuisessa AC:ssa virralla on taipumus virrata johtimen pinnalla. Laskelmien mukaan ihon syvyys liittyy taajuuteen.

Miksi käyttää kultaisia ​​upotuslevyjä

Yllä olevien kultapinnoituslevyjen ongelmien ratkaisemiseksi kullan upottamista käyttävillä PCB-levyillä on seuraavat ominaisuudet:

1. Koska kullan upotuksen muodostama kiderakenne eroaa kullan pinnoittamisesta, kullan upottaminen on keltaisempaa kuin kultapinnoitus, johon asiakkaat ovat tyytyväisempiä.

2. Koska kullan upotuksen muodostama kiderakenne eroaa kullan pinnoittamisesta, kultaupotus on helpompi juottaa kuin kultapinnoitus, eikä se aiheuta juotosvirheitä, mikä johtaa asiakkaiden valituksiin.

3. Koska vain kultaisen upotuslevyn tyynyissä on nikkeli-kultaa, signaalin siirto ihoefektissä on kuparikerroksessa eikä vaikuta signaaliin.

4. Koska kullan upotuksen kiderakenne on tiheämpi kuin kultapinnoituksen, se ei todennäköisesti hapettu.

5. Koska vain kultaisen upotuslevyn pehmusteissa on nikkelikultaa, ei tule kultashortseja, jotka ovat mikroshortseja.

6. 5Koska vain kultaisen upotuslevyn tyynyissä on nikkeli-kultaa, juotoseston ja kuparikerroksen yhdistelmä on turvallisempi.

7. Kun CAM-suunnittelu suorittaa kompensoinnin, väli ei vaikuta väliin.

8. Koska kullan upotuksen kiderakenne eroaa kullan pinnoituksen kiderakenteesta, sen jännitystä on helpompi hallita, mikä edistää sidottujen tuotteiden liimauskäsittelyä. Samaan aikaan, koska kullan upotus on pehmeämpää kuin kullanpinnoitus, kullan upotuslevyt eivät ole kulutusta kestäviä, kun niitä käytetään kultasormina.

9. Kullattujen upotuslevyjen tasaisuus ja säilyvyys ovat yhtä hyvät kuin kullattujen levyjen.

Gold Immersion Boards vs. Gold Plating Boards

Itse asiassa kultausprosessi voidaan jakaa kahteen tyyppiin: galvanoitu kulta ja upotuskulta. Kultausprosessissa juotosvaikutus on huomattavasti heikompi, kun taas upotuskullan juotosvaikutus on suhteellisesti parempi. Ellei valmistaja vaadi liimausta, useimmat valmistajat valitsevat upotuskultausprosessin! Yleisesti ottaen piirilevyjen yleisimmät pintakäsittelyt ovat seuraavat: kultaus (galvanoitu kulta, upotuskulta), hopeointi, OSP ja tinaruiskutus (lyijyllä ja ilman). Nämä käsittelyt on tarkoitettu pääasiassa FR-4- tai CEM-3-materiaaleille, ja on olemassa pintakäsittelyjä paperipohjaisille materiaaleille ja mäntyhartsipinnoitteille. Jos huono tinoitus (tinan syöminen) suljetaan pois, syitä ovat juotospastan valmistajan tuottama juotospasta ja materiaaliprosessi. Piirilevyongelmiin on useita syitä:

• Onko PANissa PCB-tulostuksen aikana öljykalvoa, joka voi estää tinauksen vaikutuksen? tämä voidaan varmistaa tinaustestillä.
• Täyttääkö PAN:n voitelu suunnitteluvaatimukset, eli voiko juotostyynyn rakenne varmistaa riittävästi komponenttien tukivaikutuksen.
• Onko juotostyyny kontaminoitunut, mikä voidaan määrittää ionikontaminaatiotestauksella.

Yllä olevat kolme kohtaa ovat periaatteessa PCB-valmistajien avainnäkökohtia. Mitä tulee useiden pintakäsittelymenetelmien etuihin ja haittoihin, jokaisella on omat vahvuutensa ja heikkoutensa! Kullauksen kannalta se voi pidentää piirilevyn varastointiaikaa, ja ulkoisen ympäristön lämpötilan ja kosteuden muutokset ovat suhteellisen pieniä (verrattuna muihin pintakäsittelyihin), ja sitä voidaan yleensä varastoida noin vuoden ajan; tinaruiskutuspintakäsittely on toissijainen, OSP on seuraava, ja nämä kaksi pintakäsittelyä vaativat paljon huomiota ympäristön lämpötilan ja kosteuden säilytysaikaan.

Yleensä hopeapinnoituspintakäsittely on hieman erilainen, korkeampi hinta, tiukemmat säilytysolosuhteet, jotka edellyttävät pakkaamista rikittömällä paperilla! Ja säilytysaika on noin kolme kuukautta! Tinatusvaikutuksen suhteen upotuskulta, OSP ja tinaruiskutus ovat itse asiassa samanlaisia, ja valmistajat pitävät pääasiassa kustannustehokkuutta!