Навіщо потрібне іммерсійне золото та позолота на друкованих платах?

Обробка поверхні друкованої плати

• Антиоксидантна обробка, напилення оловом, напилення оловом без вмісту свинцю, золоте покриття, лудіння, сріблення, тверде золоте покриття, повне золоте покриття, золоті пальці, нікель-паладій-золото.
• OSP (органічні консерванти для паяння): Низька вартість, хороша паяемость, суворі умови зберігання, короткий термін зберігання, екологічно чистий процес, хороше паяння і площинність.
• Напилення олова: Дошки, напилені оловом, зазвичай багатошаровий (4-60 шарів) високоточні зразки друкованих плат, які використовувалися багатьма великими вітчизняними комунікаційними, комп’ютерними, медичними підприємствами, аерокосмічними підприємствами та дослідницькими підрозділами.
• Золоті пальці: З’єднувальні компоненти між модулем пам’яті та слотом пам’яті на модулі пам’яті, через який передаються всі сигнали. Складається з багатьох золотистих провідних контактних частин, розташованих як пальці через позолочене покриття на поверхні.
• Виробництво золотих пальців: Включає нанесення шару золота на обміднену дошку за допомогою спеціального процесу. Золото вибрано через його стійкість до окислення та провідність. Однак через високу вартість золота багато пам’яток наразі використовують олов’яне покриття, яке почалося в 1990-х роках. «Золоті пальці» материнських плат, пам’яті, графічних карт та інших пристроїв тепер здебільшого зроблені з жерсті, лише деякі високопродуктивні аксесуари для серверів/робочих станцій продовжують використовувати золоте покриття, яке, природно, дороге.

Навіщо використовувати позолочені дошки

Зі зростанням інтеграції мікросхем збільшується кількість виводів мікросхем і їхня щільність стає більшою. Технологія вертикального напилення олова ускладнює видування дрібних паяних з'єднань, що створює труднощі в процесі поверхневого монтажу . Крім того, термін придатності плат з олов'яним напиленням дуже короткий. Позолочені плати вирішують ці проблеми.

Для технології поверхневого монтажу, особливо для ультрамалих компонентів поверхневого монтажу 0603 і 0402, площинність паяних з’єднань безпосередньо впливає на якість процесу друку паяльною пастою, що має вирішальний вплив на якість подальшого процесу пайки оплавленням. Тому золоте покриття повної плати часто можна побачити в технології поверхневого монтажу з високою щільністю та ультрамалою поверхнею.

На стадії пробного виробництва через такі фактори, як закупівля компонентів, плату часто не спаюють відразу після надходження, а часто доводиться чекати кілька тижнів або навіть пару місяців перед використанням. Термін придатності позолочених плит в рази більше, ніж у свинцево-олов'яного сплаву, тому ними охоче користуються всі.

Крім того, вартість позолочених друкованих плат на етапі вибірки майже така ж, як і плати зі сплаву свинцю і олова. Однак, оскільки проводка стає все більш і більш щільною, ширина ліній і відстань досягають 2-4 міл. Це призвело до проблеми короткого замикання золотого дроту: зі збільшенням частоти сигналу ефект скін-ефекту на передачу сигналу між кількома шарами покриття стає більш очевидним. Скін-ефект стосується: для високочастотного змінного струму струм має тенденцію протікати по поверхні провідника. Згідно з розрахунками, глибина шкіри пов'язана з частотою.

Навіщо використовувати Gold Immersion Boards

Щоб вирішити зазначені вище проблеми золотих плат, друковані плати з використанням золотого занурення мають такі характеристики:

1. Оскільки кристалічна структура, утворена золотим зануренням, відрізняється від структури золота, занурення золота більш жовте, ніж золоте покриття, чим клієнти більш задоволені.

2. Оскільки кристалічна структура, утворена шляхом занурення в золото, відрізняється від структури позолоти, занурення в золото легше паяти, ніж позолота, і воно не спричинить дефектів паяння, що призведе до скарг клієнтів.

3. Оскільки лише накладки золотистої іммерсійної плати мають нікель-золото, передача сигналу в скін-ефекті відбувається через мідний шар і не впливатиме на сигнал.

4. Оскільки кристалічна структура іммерсійного золота щільніша, ніж структура золотого покриття, менша ймовірність окислення.

5. Оскільки лише накладки золотої дошки для занурення мають нікель-золото, не буде ніяких золотих дротяних шортів, які є мікрошортами.

6. 5Оскільки лише контактні площадки золотистої занурювальної плати мають нікель-золото, комбінація резистентності припою на слідах і мідного шару є більш безпечною.

7. Коли інженерія CAM виконує компенсацію, це не вплине на відстань.

8. Оскільки кристалічна структура зануреного золота відрізняється від структури золотого покриття, його напругу легше контролювати, що є більш сприятливим для обробки зв’язаних виробів. У той же час, оскільки золота іммерсія м’якша, ніж золоте покриття, золота иммерсионная дошка не є зносостійкою при використанні як золотих пальців.

9. Плоскість і термін придатності дощок із золотим зануренням такі ж хороші, як і дощок із золотим покриттям.

Позолочені дошки проти золотистих дощок

Фактично, процес золочення можна розділити на два типи: гальванічне золото та занурення в золото. У процесі золочення ефект паяння значно зменшується, тоді як ефект паяння занурення в золото відносно кращий. Якщо виробник не вимагає склеювання, більшість виробників оберуть процес занурення в золото! Загалом, поширені способи обробки поверхні друкованих плат такі: золочення (гальванічне золото, занурення в золото), сріблення, OSP , напилення олова (зі свинцем та без). Ці способи обробки в основному використовуються для матеріалів FR-4 або CEM-3, а також існують способи обробки поверхні для паперових матеріалів та покриттів з соснового каніфолі. Якщо виключити погане лудіння (виїдання олова), причинами можуть бути виробництво паяльної пасти виробником патчів та процес обробки матеріалу. Існує кілька причин проблем з друкованими платами:

• Чи є масляна плівка на PAN під час друку PCB, яка може блокувати ефект лудіння; це можна перевірити тестом на лудіння.
• Чи відповідає змащення на PAN вимогам конструкції, тобто чи може конструкція контактної площадки для паяння достатньою мірою забезпечити опорний ефект компонентів.
• Чи забруднена паяльна площадка, що можна визначити за допомогою тестування на забруднення іонами.

Наведені вище три пункти в основному є ключовими аспектами, які розглядають виробники друкованих плат. Щодо переваг і недоліків кількох методів обробки поверхні, кожен має свої сильні та слабкі сторони! З точки зору золотого покриття, це може подовжити час зберігання друкованої плати, а зміни температури та вологості зовнішнього середовища відносно невеликі (порівняно з іншими обробками поверхні), і, як правило, його можна зберігати близько року; Обробка поверхні олов’яним напиленням є вторинною, наступною є OSP, і ці дві обробки поверхні вимагають особливої ​​уваги до температури навколишнього середовища та часу зберігання вологості.

Взагалі, сріблення поверхні дещо інше, з вищою ціною, більш жорсткими умовами зберігання, вимагає упаковки з паперу без сірки! А термін зберігання близько трьох місяців! З точки зору ефекту лудіння, іммерсійне золото, OSP і напилення олова насправді схожі, і виробники в основному враховують економічну ефективність!