Miért van szükség az immersziós aranyozásra és az aranyozásra a PCB-ken?

PCB felületkezelés

• Antioxidáns kezelés, ónpermetezés, ólommentes ónpermetezés, aranyozás, ónozás, ezüstözés, keményaranyozás, full-board aranyozás, arany ujjak, nikkel-palládium-arany.
• OSP (Organic Solderability Preservatives): Alacsony költség, jó forraszthatóság, szigorú tárolási feltételek, rövid tárolási idő, környezetbarát eljárás, jó forrasztás és laposság.
• Ónszórás: Az ónnal szórt táblák általában többrétegű (4-60 rétegű) nagy pontosságú PCB minták, amelyeket számos nagy hazai kommunikációs, számítógépes, orvosi berendezés, repülőgépipari vállalat és kutatóegység használt.
• Arany ujjak: Összetevők csatlakoztatása a memóriamodul és a memóriamodulon lévő memórianyílás között, amelyen keresztül az összes jel továbbításra kerül. Számos arany vezető érintkezőből áll, amelyek ujjakként vannak elrendezve, mivel a felület aranyozott.
• Arany ujjak gyártása: Ez magában foglalja egy aranyréteg felvitelét a rézbevonatú táblára egy speciális eljárással. Az aranyat erős oxidációs ellenállása és vezetőképessége miatt választották. Az arany magas ára miatt azonban jelenleg sok memória ónozást használ helyette, ami az 1990-es években kezdődött. Az alaplapok, memóriák, grafikus kártyák és egyéb eszközök „arany ujjai” ma már többnyire bádogból készülnek, és csak néhány nagy teljesítményű szerver/munkaállomás-tartozék használ továbbra is aranyozást, ami természetesen drága.

Miért érdemes aranyozott táblákat használni?

Az integrált áramkörök (IC-k) integrációjának növekedésével az IC-kivezetések száma és sűrűsége is növekszik. A függőleges ónszóró technológiának nehézséget okoz a finom forrasztási kötések simítása, ami megnehezíti az SMT összeszerelési folyamatot. Ezenkívül az ónszóróval bevont áramköri lapok eltarthatósága nagyon rövid. Az aranyozott áramköri lapok megoldják ezeket a problémákat.

A felületi szerelési technológiánál, különösen a 0603 és 0402 ultra-kis felületre szerelhető alkatrészeknél a forrasztási kötések síksága közvetlenül befolyásolja a forrasztópaszta nyomtatási folyamatának minőségét, ami döntően befolyásolja a későbbi újrafolyós forrasztási folyamat minőségét. Ezért a teljes táblás aranyozás gyakran látható a nagy sűrűségű és ultra-kis felületre szerelhető technológiában.

A próbagyártás során az olyan tényezők miatt, mint például az alkatrészbeszerzés, a táblát gyakran nem forrasztják azonnal a megérkezés után, hanem gyakran néhány hetet vagy akár néhány hónapot is várni kell a használat előtt. Az aranyozott táblák eltarthatósága sokszorosa az ólom-ón ötvözetének, ezért mindenki szívesen használja.

Ezen túlmenően az aranyozott PCB-k költsége a minta szakaszában majdnem megegyezik az ólom-ón ötvözet lapokéval. A vezetékek egyre sűrűbbé válásával azonban a vonalszélesség és a távolság elérte a 2-4 mil-et. Ez az aranyhuzalos rövidzárlat problémáját idézte elő: a jelfrekvencia növekedésével a bőrhatás hatása a több bevonatréteg közötti jelátvitelre egyre nyilvánvalóbbá válik. A bőreffektus a következőkre vonatkozik: nagyfrekvenciás váltakozó áram esetén az áram a vezető felületén folyik. Számítások szerint a bőrmélység összefügg a gyakorisággal.

Miért érdemes arany merítő táblákat használni?

Az aranyozási táblák fenti problémáinak megoldására az aranymerítést alkalmazó PCB-k a következő jellemzőkkel rendelkeznek:

1. Mivel az aranybemerítéssel kialakított kristályszerkezet eltér az aranyozásétól, az aranybemerítés sárgább, mint az aranyozás, amivel a vásárlók elégedettebbek.

2. Mivel az aranybemerítéssel kialakított kristályszerkezet eltér az aranyozásétól, az aranybemerítéssel könnyebben forrasztható, mint az aranyozással, és nem okoz forrasztási hibákat, ami a vásárlói panaszokhoz vezet.

3. Mivel csak az arany immerziós tábla párnái tartalmaznak nikkel-aranyat, a bőrhatás jelátvitele a rézrétegben történik, és nem befolyásolja a jelet.

4. Mivel az aranybemerítés kristályszerkezete sűrűbb, mint az aranyozásé, kevésbé valószínű, hogy oxidálódik.

5. Mivel az arany immerziós deszkának csak a párnái vannak nikkel-arany színűek, nem lesz arany drót rövidnadrág, ami mikrorövid.

6. 5Mivel az arany merülőlapnak csak a párnái vannak nikkel-arany színűek, a forrasztási ellenállás kombinációja a nyomokon és a rézrétegen biztonságosabb.

7. Amikor a CAM mérnöki kompenzációt hajt végre, a távolság nem lesz hatással.

8. Mivel az aranybemerítés kristályszerkezete eltér az aranyozásétól, könnyebben szabályozható a feszültsége, ami jobban elősegíti a ragasztott termékek kötési feldolgozását. Ugyanakkor, mivel az aranybemerítés lágyabb, mint az aranyozás, az aranybemerítési táblák nem kopásállóak, ha arany ujjként használják.

9. Az aranybemerítő lapok síksága és eltarthatósága ugyanolyan jó, mint az aranyozott lemezeké.

Arany merítő táblák vs. aranylemezes táblák

Valójában az aranyozási eljárás két típusra osztható: galvanizált arany és immerziós arany. Az aranyozási eljárás forrasztási hatása jelentősen csökken, míg az immerziós arany forrasztási hatása viszonylag jobb. Hacsak a gyártó nem igényel kötést, a legtöbb gyártó az immerziós aranyozási eljárást választja! Általánosságban elmondható, hogy a NYÁK-ok gyakori felületkezelései a következők: aranyozás (galvanizált arany, immerziós arany), ezüstözés, OSP , ónszórás (ólommal és ólom nélkül). Ezek a kezelések főként FR-4 vagy CEM-3 anyagokhoz alkalmazhatók, de léteznek felületkezelések papíralapú anyagokhoz és fenyőgyanta bevonatokhoz is. Ha a rossz ónozást (ónevést) kizárjuk, az okok közé tartozik a tapaszgyártó által előállított forrasztópaszta és az anyagfeldolgozás. A NYÁK-problémáknak több oka is lehet:

• Van-e olajfilm a PAN-on a PCB nyomtatás során, ami blokkolhatja az ónozási hatást; ez ónozási teszttel igazolható.
• A PAN kenése megfelel-e a tervezési követelményeknek, vagyis a forrasztóbetét kialakítása kellően biztosítja-e az alkatrészek támasztó hatását.
• A forrasztópárna szennyezett-e, ami ionszennyezettségi vizsgálattal állapítható meg.

A fenti három pont alapvetően a NYÁK-gyártók legfontosabb szempontja. Több felületkezelési módszer előnyeit és hátrányait tekintve mindegyiknek megvannak a maga erősségei és gyengeségei! Az aranyozás szempontjából meghosszabbíthatja a PCB tárolási idejét, a külső környezet hőmérsékletének és páratartalmának változása viszonylag kicsi (más felületkezelésekhez képest), és általában körülbelül egy évig tárolható; Másodlagos az ónszórással végzett felületkezelés, a következő az OSP, és ez a két felületkezelés nagy figyelmet igényel a környezeti hőmérsékletre és a páratartalom tárolási idejére.

Általánosságban elmondható, hogy az ezüstözött felületkezelés némileg eltérő, magasabb áron, szigorúbb tárolási feltételek mellett, kénmentes papírra kell csomagolni! És a tárolási idő körülbelül három hónap! Az ónozás hatását tekintve az immerziós arany, az OSP és az ónpermetezés tulajdonképpen hasonló, a gyártók elsősorban a költséghatékonyságot tartják szem előtt!