Por que é necessário ouro de imersão e revestimento de ouro em PCBs?

Tratamento de superfície de PCB

• Tratamento antioxidante, pulverização de estanho, pulverização de estanho sem chumbo, revestimento de ouro, revestimento de estanho, revestimento de prata, revestimento de ouro duro, revestimento de ouro de placa completa, dedos de ouro, níquel-paládio-ouro.
• OSP (Preservativos Orgânicos de Soldabilidade): Baixo custo, boa soldabilidade, condições rigorosas de armazenamento, curto tempo de armazenamento, processo ecologicamente correto, boa soldagem e planicidade.
• Pulverização de estanho: Placas pulverizadas com estanho são geralmente multicamada (4-60 camadas) amostras de PCB de alta precisão, que têm sido usadas por muitas grandes comunicações domésticas, computadores, equipamentos médicos, empresas aeroespaciais e unidades de pesquisa.
• Dedos de Ouro: Conectando componentes entre o módulo de memória e o slot de memória do módulo de memória, através do qual todos os sinais são transmitidos. Composto por muitas peças de contato condutoras douradas dispostas como dedos devido à superfície folheada a ouro.
• Fabricação de Dedos de Ouro: Envolve a aplicação de uma camada de ouro na placa revestida de cobre por meio de um processo especial. O ouro é escolhido por sua forte resistência à oxidação e condutividade. No entanto, devido ao alto custo do ouro, muitas memórias atualmente utilizam o estanho, que começou na década de 1990. Os “dedos de ouro” das placas-mãe, memórias, placas gráficas e outros dispositivos são agora feitos principalmente de estanho, com apenas alguns acessórios de servidor/estação de trabalho de alto desempenho continuando a usar revestimento de ouro, o que é naturalmente caro.

Por que usar placas folheadas a ouro

Com a crescente integração de ICs, o número de pinos IC está aumentando e se tornando mais denso. A tecnologia de pulverização vertical de estanho tem dificuldade em soprar as finas juntas de solda, o que traz dificuldades para o Montagem SMT processo. Além disso, a vida útil das placas pulverizadas com estanho é muito curta. Placas folheadas a ouro resolvem esses problemas.

Para a tecnologia de montagem em superfície, especialmente para componentes de montagem em superfície ultrapequenos 0603 e 0402, o nivelamento das juntas de solda afeta diretamente a qualidade do processo de impressão da pasta de solda, o que tem um impacto decisivo na qualidade do processo de soldagem por refluxo subsequente. Portanto, o revestimento de ouro completo é frequentemente visto em tecnologia de montagem em superfície ultrapequena e de alta densidade.

Durante a fase de produção experimental, devido a fatores como a aquisição de componentes, a placa muitas vezes não é soldada imediatamente após chegar, mas muitas vezes tem que esperar algumas semanas ou até alguns meses antes de ser usada. A vida útil das placas folheadas a ouro é muitas vezes maior do que a da liga de chumbo-estanho, então todos estão dispostos a usá-las.

Além disso, o custo dos PCBs folheados a ouro na fase de amostragem é quase o mesmo que o das placas de liga de chumbo-estanho. No entanto, com a fiação cada vez mais densa, a largura e o espaçamento da linha atingiram 2-4 mils. Isto trouxe o problema dos curtos-circuitos do fio de ouro: à medida que a frequência do sinal aumenta, o efeito do efeito pelicular na transmissão do sinal entre múltiplas camadas de revestimento torna-se mais aparente. O efeito pelicular refere-se a: para CA de alta frequência, a corrente tende a fluir na superfície do condutor. Pelos cálculos, a profundidade da pele está relacionada à frequência.

Por que usar placas de imersão em ouro

Para resolver os problemas acima de placas folheadas a ouro, os PCBs que usam imersão em ouro têm as seguintes características:

1. Como a estrutura cristalina formada pela imersão em ouro é diferente daquela do folheado a ouro, a imersão em ouro é mais amarela do que o folheado a ouro, com o qual os clientes estão mais satisfeitos.

2. Como a estrutura cristalina formada pela imersão em ouro é diferente daquela do folheado a ouro, a imersão em ouro é mais fácil de soldar do que o folheado a ouro e não causará defeitos de soldagem, levando a reclamações dos clientes.

3. Como apenas as almofadas da placa de imersão em ouro possuem níquel-ouro, a transmissão do sinal no efeito de pele ocorre na camada de cobre e não afetará o sinal.

4. Como a estrutura cristalina da imersão em ouro é mais densa do que a do folheado a ouro, é menos provável que oxide.

5. Como apenas as almofadas da placa de imersão em ouro possuem níquel-ouro, não haverá shorts de fio de ouro, que são micro-shorts.

6. 5Como apenas as almofadas da placa de imersão em ouro possuem níquel-ouro, a combinação de resistência de solda nos traços e a camada de cobre é mais segura.

7. Quando a engenharia CAM realiza a compensação, o espaçamento não será afetado.

8. Como a estrutura cristalina da imersão em ouro é diferente daquela do chapeamento de ouro, seu estresse é mais fácil de controlar, o que é mais propício ao processamento de ligação de produtos colados. Ao mesmo tempo, como a imersão em ouro é mais suave do que o banho de ouro, as placas de imersão em ouro não são resistentes ao desgaste quando usadas como dedos de ouro.

9. O nivelamento e a vida útil das placas de imersão em ouro são tão bons quanto os das placas folheadas a ouro.

Placas de imersão em ouro vs. placas folheadas a ouro

Na verdade, o processo de folheamento de ouro pode ser dividido em dois tipos: ouro galvanizado e ouro de imersão. Para o processo de chapeamento de ouro, seu efeito de soldagem é bastante reduzido, enquanto o efeito de soldagem do ouro por imersão é relativamente melhor. A menos que o fabricante exija ligação, a maioria dos fabricantes escolherá o processo de ouro por imersão! Em geral, os tratamentos de superfície comuns dos PCBs são os seguintes: chapeamento de ouro (ouro galvanizado, ouro de imersão), chapeamento de prata, OSP, pulverização de estanho (com e sem chumbo). Esses tratamentos são principalmente para FR-4 ou materiais CEM-3, e existem tratamentos de superfície para materiais à base de papel e revestimentos de colofónia de pinho. Se a má estanhagem (comer estanho) for excluída, as razões incluem a produção de pasta de solda pelo fabricante do remendo e o processo do material. Para problemas de PCB, existem vários motivos:

• Se há uma película de óleo no PAN durante a impressão do PCB, que pode bloquear o efeito de estanhamento; isso pode ser verificado pelo teste de estanhagem.
• Se a lubrificação no PAN atende aos requisitos do projeto, ou seja, se o projeto da almofada de solda pode garantir suficientemente o efeito de suporte dos componentes.
• Se a almofada de solda está contaminada, o que pode ser determinado por testes de contaminação iônica.

Os três pontos acima são basicamente os principais aspectos considerados pelos fabricantes de PCB. Em relação às vantagens e desvantagens de vários métodos de tratamento de superfície, cada um tem seus pontos fortes e fracos! Em termos de folheamento a ouro, pode prolongar o tempo de armazenamento do PCB, e as mudanças na temperatura e umidade do ambiente externo são relativamente pequenas (em comparação com outros tratamentos de superfície), e geralmente pode ser armazenado por cerca de um ano; o tratamento de superfície por pulverização de estanho é secundário, o OSP é o próximo, e esses dois tratamentos de superfície requerem muita atenção à temperatura ambiente e ao tempo de armazenamento de umidade.

Em geral, o tratamento superficial do prateado é um pouco diferente, com preço mais elevado, condições de armazenamento mais rigorosas, exigindo embalagem com papel sem enxofre! E o tempo de armazenamento é de cerca de três meses! Em termos de efeito de estanhamento, ouro de imersão, OSP e pulverização de estanho são realmente semelhantes, e os fabricantes consideram principalmente a relação custo-benefício!