Perché è necessaria l'oro per immersione e la doratura sui PCB?

Trattamento superficiale del PCB

• Trattamento antiossidante, spruzzatura di stagno, spruzzatura di stagno senza piombo, doratura, stagnatura, argentatura, doratura dura, doratura a bordo intero, dita d'oro, nichel-palladio-oro.
• OSP (Preservanti Organici di Saldabilità): Basso costo, buona saldabilità, condizioni di conservazione rigorose, tempi di conservazione brevi, processo rispettoso dell'ambiente, buona saldatura e planarità.
• Spruzzatura di stagno: Le tavole verniciate con stagno sono generalmente multistrato (4-60 strati) campioni di PCB ad alta precisione, che sono stati utilizzati da molte grandi comunicazioni domestiche, computer, apparecchiature mediche, imprese aerospaziali e unità di ricerca.
• Dita d'oro: Componenti di collegamento tra il modulo di memoria e lo slot di memoria sul modulo di memoria, attraverso il quale vengono trasmessi tutti i segnali. Composto da molti contatti conduttivi dorati disposti come dita perché placcati in oro sulla superficie.
• Produzione di dita d'oro: Prevede l'applicazione di uno strato d'oro sul pannello rivestito di rame attraverso un processo speciale. L'oro è scelto per la sua forte resistenza all'ossidazione e conduttività. Tuttavia, a causa dell'elevato costo dell'oro, molte memorie attualmente utilizzano invece la stagnatura, iniziata negli anni '1990. Le “dita d’oro” di schede madri, memorie, schede grafiche e altri dispositivi sono ora per lo più realizzate in stagno, e solo alcuni accessori per server/workstation ad alte prestazioni continuano a utilizzare la placcatura in oro, che è naturalmente costosa.

Perché utilizzare lavagne placcate in oro

Con la crescente integrazione dei circuiti integrati, il numero di pin dei circuiti integrati aumenta e diventa più denso. La tecnologia di spruzzatura verticale dello stagno ha difficoltà ad appiattire i giunti di saldatura sottili, il che crea difficoltà al processo Assemblaggio SMT processi. Inoltre, la durata di conservazione dei pannelli spruzzati con stagno è molto breve. Le tavole placcate in oro risolvono questi problemi.

Nella tecnologia a montaggio superficiale, in particolare per i componenti ultra-piccoli a montaggio superficiale 0603 e 0402, la planarità dei giunti di saldatura influisce direttamente sulla qualità del processo di stampa della pasta saldante, che ha un impatto decisivo sulla qualità del successivo processo di saldatura a rifusione. Pertanto, la placcatura in oro su tutta la superficie è spesso utilizzata nella tecnologia a montaggio superficiale ultra-piccolo e ad alta densità.

Durante la fase di produzione di prova, a causa di fattori come l'approvvigionamento dei componenti, spesso la scheda non viene saldata immediatamente dopo l'arrivo, ma spesso deve attendere alcune settimane o addirittura un paio di mesi prima dell'uso. La durata di conservazione dei pannelli placcati in oro è molte volte più lunga di quella della lega di piombo-stagno, quindi tutti sono disposti a usarli.

Inoltre, il costo dei PCB placcati in oro in fase di campionamento è quasi uguale a quello dei circuiti stampati in lega di piombo-stagno. Tuttavia, con il cablaggio sempre più denso, la larghezza e la spaziatura della linea hanno raggiunto i 2-4 mil. Ciò ha portato al problema dei cortocircuiti dei fili d'oro: all'aumentare della frequenza del segnale, l'effetto dell'effetto pelle sulla trasmissione del segnale tra più strati di placcatura diventa più evidente. L'effetto pelle si riferisce a: per la corrente alternata ad alta frequenza, la corrente tende a fluire sulla superficie del conduttore. Secondo i calcoli, la profondità della pelle è correlata alla frequenza.

Perché utilizzare le tavole per immersione in oro

Per risolvere i problemi di cui sopra relativi ai pannelli placcati in oro, i PCB che utilizzano l'immersione in oro hanno le seguenti caratteristiche:

1. Poiché la struttura cristallina formata dall'immersione in oro è diversa da quella della placcatura in oro, l'immersione in oro è più gialla della placcatura in oro, di cui i clienti sono più soddisfatti.

2. Poiché la struttura cristallina formata dall'immersione in oro è diversa da quella della placcatura in oro, l'immersione in oro è più facile da saldare rispetto alla placcatura in oro e non causerà difetti di saldatura, con conseguenti reclami da parte dei clienti.

3. Poiché solo i pad della scheda di immersione in oro hanno nichel-oro, la trasmissione del segnale nell'effetto pelle avviene nello strato di rame e non influisce sul segnale.

4. Poiché la struttura cristallina dell'immersione in oro è più densa di quella della placcatura in oro, è meno probabile che si ossidi.

5. Poiché solo i cuscinetti della scheda di immersione in oro hanno nichel-oro, non ci saranno cortocircuiti in filo d'oro, che sono micro-cortocircuiti.

6. 5Poiché solo i pad della scheda ad immersione in oro hanno nichel-oro, la combinazione di resistenza alla saldatura sulle tracce e lo strato di rame è più sicura.

7. Quando l'ingegneria CAM esegue la compensazione, la spaziatura non verrà influenzata.

8. Poiché la struttura cristallina dell'immersione in oro è diversa da quella della placcatura in oro, il suo stress è più facile da controllare, il che è più favorevole al processo di incollaggio dei prodotti incollati. Allo stesso tempo, poiché l'immersione in oro è più morbida della placcatura in oro, le tavole per immersione in oro non sono resistenti all'usura se utilizzate come dita d'oro.

9. La planarità e la durata di conservazione dei pannelli per immersione in oro sono buone quanto quelle dei pannelli per placcatura in oro.

Pannelli per immersione in oro vs. Pannelli per placcatura in oro

Infatti il ​​processo di doratura può essere suddiviso in due tipologie: oro elettrolitico e oro per immersione. Per il processo di doratura, l'effetto di saldatura è notevolmente ridotto, mentre l'effetto di saldatura dell'oro per immersione è relativamente migliore. A meno che il produttore non richieda l'incollaggio, la maggior parte dei produttori sceglierà il processo dell'oro ad immersione! In generale, i trattamenti superficiali comuni dei PCB sono i seguenti: doratura (oro elettrolitico, oro per immersione), argentatura, OSP, spruzzatura di stagno (con e senza piombo). Questi trattamenti sono principalmente per FR-4 o materiali CEM-3, e ci sono trattamenti superficiali per materiali a base di carta e rivestimenti in colofonia di pino. Se si esclude la scarsa stagnatura (consumo di stagno), i motivi includono la produzione di pasta saldante da parte del produttore di patch e il processo del materiale. I problemi relativi al PCB possono essere diversi:

• Se è presente una pellicola d'olio sul PAN durante la stampa PCB, che può bloccare l'effetto di stagnatura; questo può essere verificato mediante prova di stagnatura.
• Se la lubrificazione sul PAN soddisfa i requisiti di progettazione, ovvero se il design del pad di saldatura può garantire sufficientemente l'effetto di supporto dei componenti.
• Se il pad di saldatura è contaminato, cosa che può essere determinata mediante test di contaminazione ionica.

I tre punti precedenti sono fondamentalmente gli aspetti chiave considerati dai produttori di PCB. Per quanto riguarda i vantaggi e gli svantaggi di diversi metodi di trattamento superficiale, ognuno ha i suoi punti di forza e di debolezza! In termini di doratura, può prolungare il tempo di conservazione del PCB e le variazioni di temperatura e umidità dell'ambiente esterno sono relativamente piccole (rispetto ad altri trattamenti superficiali) e generalmente possono essere conservate per circa un anno; il trattamento superficiale con spruzzatura di stagno è secondario, l'OSP è il successivo e questi due trattamenti superficiali richiedono molta attenzione alla temperatura ambientale e al tempo di conservazione dell'umidità.

In generale, il trattamento superficiale della placcatura in argento è leggermente diverso, con un prezzo più elevato, condizioni di conservazione più rigorose e richiede un imballaggio con carta senza zolfo! E il tempo di conservazione è di circa tre mesi! In termini di effetto di stagnatura, l'oro per immersione, l'OSP e la spruzzatura di stagno sono in realtà simili e i produttori considerano principalmente il rapporto costo-efficacia!