Nima uchun PCB ishlab chiqarishda kumush va misdan ko'ra oltindan foydalanish kerak?

Bosilgan elektron platalar (PCB) mexanik ta'minot va komponentlar orasidagi elektr aloqalarini ta'minlovchi elektronikaning asosiy qismini tashkil qiladi. PCBlardagi yostiqlar va izlar odatda misdan tayyorlanadi, ular havoga ta'sir qilganda osongina oksidlanadi. Ushbu oksidlanish lehim qobiliyatini va elektr ish faoliyatini buzishi mumkin. Shuning uchun misni korroziyadan himoya qilish uchun oltin, kumush yoki organik qoplamalar kabi sirt qoplamalari qo'llaniladi.

Ushbu maqola PCB ishlab chiqarishda qimmatbaho oltin qoplamadan arzon kumush yoki misdan foydalanishning mantiqiy asoslarini o'rganadi.

Umumiy PCB sirt qoplamalarining umumiy ko'rinishi

Oksidlanishni oldini olish uchun PCBlardagi mis izlari metall qoplamalar yoki organik plyonkalar bilan qoplangan. Mashhur metall yuzalarga quyidagilar kiradi:

• Immersion kumush - Kimyoviy kumush qoplama jarayoni
• Organik lehimli saqlovchi moddalar (OSP) - Organik himoya plyonkalari
• Elektrolitik nikel/oltin - Oltinning tagida joylashgan elektrolizlangan nikel
• Elektrsiz nikel/immersion oltin (ENIG) - Elektrsiz nikel, keyin suvga cho'mdiruvchi oltin

Ulardan ENIG va elektrolitik nikel/oltin korroziyaga chidamlilik va o'tkazuvchanlikni maksimal darajada oshirish uchun oltindan foydalanadi. Ammo oltin ham eng qimmat qoplama hisoblanadi.

PCBlarda sirtni tugatishga bo'lgan ehtiyoj

PCBlar elektron komponentlarni o'rnatish va bir-biriga ulash uchun platforma vazifasini bajaradi. PCBlarda o'yilgan mis izlari signallar va quvvat uchun o'tkazuvchan yo'llarni ta'minlaydi.

Biroq, mis kislorod va namlik ta'sirida osonlik bilan o'tkazmaydigan mis oksidini hosil qiladi. Ushbu oksidlanish, mis ta'sir qilganda, PCB ishlab chiqarish jarayonida allaqachon boshlanishi mumkin.

Yalang'och mis atrof-muhitga ta'sir qilganda oksidlanish jarayoni davom etadi. Bu, ayniqsa, keyinchalik komponentlarni biriktirish uchun lehimlanishi kerak bo'lgan lehim yostiqlari uchun to'g'ri keladi. Yostiqchalarda oksid hosil bo'lishi lehim qobiliyatini yomonlashtiradi.

Bundan tashqari, oksidlanish qarshilikni oshiradi, bu esa elektr aloqasini buzadi. Natijada yomon lehim birikmalari qurilmaning ishlamay qolishiga yoki ishonchliligini pasayishiga olib kelishi mumkin.

Shunday qilib, PCB sirt qoplamalari bir nechta funktsiyalarni bajaradi:

• Lehimlashdan oldin mis oksidlanishini oldini oling
• Ishonchli lehim qo'shma shakllanishini yoqing
• Qo'shimchalardagi past kontakt qarshiligini saqlang
• Mahsulotning ishlash muddati davomida misni korroziyadan saqlang

Nima uchun oltin PCB ishlab chiqarishda ishlatiladi

Oltin o'ziga xos afzalliklarni beradi, bu esa uni ko'plab ilovalarda PCB sirtini bezash uchun tanlangan metallga aylantiradi:

Zo'r korroziyaga chidamliligi

Oltin juda inertdir va odatdagi foydalanish sharoitida yoki atrof-muhit sharoitida oksidlanmaydi yoki korroziyaga uchramaydi. Bu o'nlab yillar davomida mahsulotning ishlash muddati davomida oltin bilan qoplangan izlarning tozaligi va o'tkazuvchanligini saqlaydi.

Yuqori elektr o'tkazuvchanligi

Oltin kumush va misdan keyin eng yuqori elektr o'tkazuvchanligiga ega. Ammo kumush ham, mis ham sirt korroziyasiga moyil. Oltinning mukammal o'tkazuvchanligi korroziyaga chidamliligi bilan birlashadi.

Moslashuvchan joylashtirish imkoniyatlari

Oltin qoplamalar tenglikni elektr o'tkazmaydigan yoki elektrolitik qoplama kabi jarayonlar orqali osongina qo'llanilishi mumkin. Qalinligi kerak bo'lganda nazorat qilinishi mumkin.

Ajoyib lehim qobiliyati

Oltin hech qanday namlash muammosisiz yuqori ishonchli lehim birikmalarini yaratishga imkon beradi. Saqlash muddati davomida lehim qobiliyati saqlanib qoladi.

Raf umri

Oltin o'zining sofligi va xususiyatlarini cheksiz saqlaydi. Bu oltin bilan qoplangan tenglikni saqlash uchun juda uzoq umr ko'rish imkonini beradi.

Egiluvchan konlar

Oltin termal aylanish stresslari ostida yorilish yoki sindirishga kamroq moyil bo'lgan egiluvchan qoplamalarni beradi.

Simlarni ulash qobiliyati

Oltin qoplama mikroelektronika uchun muhim bo'lgan yuqori rentabellikdagi simli ulanishga imkon beradi.

Qayta ishlash imkoniyati

Oltin qoplamalar sirt yaxlitligini yoki xususiyatlarini yo'qotmasdan bir nechta qayta ishlash va ta'mirlash davrlarini ta'minlaydi.

Qo'rg'oshinsiz muvofiqlik

Oltin qo'rg'oshinsiz lehimlar va lehimlash jarayonlari bilan to'liq mos keladi.

Kumush va mis qoplamalarining kamchiliklari

Kumush va mis oltin qoplamalarga nisbatan yuqori o'tkazuvchanlik va arzonroq narx kabi afzalliklarni beradi. Biroq, kumush ham, mis ham cheklovlarga ega:

Oksidlanish va korroziya: Kumush va mis atrof-muhit sharoitida osongina oksidlanadi va korroziyaga uchraydi. Bu vaqt o'tishi bilan aloqa qarshiligining kuchayishiga va yomon lehim qobiliyatiga olib keladi.

Yomon lehim ishonchliligi: Oksid hosil bo'lishi lehimlashda to'g'ri namlanishga xalaqit beradi. Lehimlar bilan o'xshash bo'lmagan metall interfeyslar ham buzilish xavfini oshiradi.

Yaroqlilik muddati qisqaradi: Kumush va mis yuzalarga oksidlanish va korroziya ta'siri qoplamadan so'ng darhol boshlanadi. Bu qoplamadan keyin tezda lehimlashni talab qiladi.

Pastki simli ulanish: Oksidlanish xavfi oltinga nisbatan kumush/mis sirtlari bilan simni bog'lashda qiyinchiliklar tug'diradi.

Issiqlik aylanishining ishonchliligi: Kumush va mis oksidlari egiluvchan oltinga nisbatan harorat o'zgarishi ostida shikastlanishga ko'proq moyil bo'ladi.

Atrof-muhit cheklovlari: Kumush qoplamalarining xiralashishi foydalanish va yo'q qilish paytida atrof-muhitga toksik kumush birikmalarini chiqarishi mumkin.

Yuqori hayot aylanish xarajatlari: Kumush/mis sirtlari bilan tez-tez korroziya va lehim bilan bog'liq muammolar yuqori ta'mirlash, qayta ishlash va kafolat xarajatlariga olib keladi.

Oltin uchun PCB sirtini tugatish jarayonlari

Elektrsiz nikel daldırma oltin (ENIG)

Elektroless Nikel Immersion Gold (ENIG) bosilgan elektron platalar (PCB) uchun keng qo'llaniladigan sirt qoplamasi. Bu tenglikni mis izlariga nikel va oltin qatlamlarini cho'ktirishni o'z ichiga olgan ikki bosqichli jarayondan iborat. Mana ENIG jarayoni va uning asosiy xususiyatlari:

Elektrsiz nikel qoplamasi

• Birinchi bosqichda PCB ning mis izlari nikel tuzlari, qaytaruvchi moddalar va stabilizatorlar eritmasi bo'lgan kimyoviy vannaga botiriladi.
• Eritmadagi nikel ionlari mis yuzasiga katalitik tarzda qaytarilib, bir xil va uzluksiz elektrsiz nikel qatlamini hosil qiladi.
• Nikel qatlamining qalinligi odatda 3-6 mkm (mikrometr) ni tashkil qiladi. Bu qalinlik yaxshi qoplamani ta'minlaydi va mis va oltin qatlamlari orasidagi diffuziya to'sig'i bo'lib xizmat qiladi.

Immersion oltin yotqizish

• Nikel qoplamasidan so'ng, tenglikni oltin tuzlari bo'lgan eritmaga botiriladi.
• Eritmadagi oltin ionlari kimyoviy jihatdan qaytariladi, cho'milish jarayoni orqali nikel yuzasiga yupqa oltin qatlami yotqiziladi.
• Oltin qatlami odatda 0.03-0.15 mkm gacha bo'lgan qalinlikka ega bo'lib, nozik, ammo samarali himoya qoplamasini ta'minlaydi.

ENIG ning asosiy xususiyatlari va afzalliklari

1. Diffuziya to'sig'i: nikel qatlami diffuziya to'sig'i bo'lib, misning oltin qatlamiga ko'chishiga to'sqinlik qiladi va aksincha. Ushbu to'siq oltin qatlamining yaxlitligini saqlashga yordam beradi va lehim qo'shilishining ishonchliligiga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan intermetalik birikmalarning shakllanishiga to'sqinlik qiladi.
2. Lehimlash qobiliyati: ENIG tekis va silliq oltin yuzasi tufayli mukammal lehimlilikni ta'minlaydi. Oltin qatlam yig'ish jarayonida lehimning namlanishini osonlashtiradi, ishonchli lehim birikmalarini ta'minlaydi.
3. Korroziyadan himoya qilish: Oltin oksidlanish va korroziyaga juda chidamli bo'lib, asosiy nikel va mis uchun ishonchli himoya qatlamini ta'minlaydi. Ushbu korroziyaga chidamlilik, ayniqsa, qattiq muhitda ishlatiladigan yoki namlikka duchor bo'lgan PCBlar uchun muhimdir.
4. Sirt tekisligi: ENIG jarayoni natijasida tekis va tekis sirt hosil bo'ladi, bu nozik pitch sirt o'rnatish texnologiyasi (SMT) komponentlari uchun muhimdir. Silliq oltin sirt komponentlarning aniq joylashishini va ishonchli lehim ulanishlarini ta'minlashga yordam beradi.
5. Yaxshi elektr ishlashi: ENIG yaxshi elektr o'tkazuvchanligi va past kontakt qarshiligiga ega, bu uni yuqori chastotali va yuqori tezlikdagi raqamli ilovalar uchun mos qiladi.
6. Simli ulanish mosligi: ENIGdagi oltin qatlam yarimo'tkazgich chiplarini tenglikni ulash uchun ishlatiladigan simli ulanish usullariga mos keladi. Silliq oltin yuzasi ishonchli simli ulanish ulanishlarini osonlashtiradi.

Umuman olganda, Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG) PCBlar uchun ishonchli va ko'p qirrali sirt qoplamasini taklif etadi, bu mukammal lehim qobiliyatini, korroziyaga chidamliligini va elektr ish faoliyatini ta'minlaydi. Uning ishlatilishi turli sohalarda, jumladan, maishiy elektronika, telekommunikatsiya, aerokosmik va tibbiy asboblarda keng tarqalgan.

Oltin bilan qoplangan PCB jarayonining xususiyatlari

Lehimlash qobiliyati bilan bog'liq muammolar

Oltin qoplama qatlami yaxshi kimyoviy barqarorlikni namoyon qilsa-da, bu barqarorlik, shuningdek, oltinning lehim bilan yaxshi qotishma hosil qilmasligini anglatadi va shu bilan lehim birikmalarining sifatiga ta'sir qiladi.
Lehimlash jarayonida, agar oltin qatlam juda qalin bo'lsa, oltin lehimda erishi mumkin, buning natijasida lehim birikmalari mo'rt bo'ladi. Ushbu hodisa "oltin mo'rtlashuv" deb nomlanadi.

Material, qatlam konstruktsiyasi, teshiklar va sirt qoplamasi bitta yalang'och taxta ishlab chiqarish doirasi sifatida chiqarilishi kerak . Metallning umumiy o'tkazuvchanligi yoki korroziyaga chidamliligi har bir PCB qo'llanilishi uchun to'g'ri qoplamani o'zi belgilamaydi.

Foydalanish cheklovlari

Lehimlash qobiliyati bilan bog'liq muammolar tufayli oltin qoplama odatda keng lehim talab qiladigan joylarda ishlatilmaydi. Buning o'rniga, u ko'proq ulagichning aloqa nuqtalari yoki alyuminiy simlarni ulash uchun mo'ljallangan joylar uchun qo'llaniladi.
Lehimlash zarur bo'lgan joylarda ko'pincha organik lehimli saqlovchi moddalar (OSP), qo'rg'oshinsiz lehim yoki qalay qo'rg'oshin qotishmalari kabi muqobil sirtni tozalash usullari qo'llaniladi.

dizayn tushunchalar

Oltin qoplamali tenglikni loyihalashda oltin qatlamining qalinligini va uni qo'llash joyini diqqat bilan ko'rib chiqish kerak, shunda oltinning afzalliklaridan foydalanish va lehimlashda kamchiliklardan qochish kerak.
Shuning uchun, ma'lum jihatlarda oltin bilan qoplangan PCBlarning yuqori ishlashiga qaramay, lehim ko'rsatkichlari bo'yicha cheklovlar mavjud. Ushbu cheklovlar dizayn va ishlab chiqarish jarayonida alohida e'tibor talab qiladi.

Oltin bilan qoplangan PCBlarning asosiy ilovalari

Oltin qoplangan PCBlarga tayanadigan muhim ilovalarning ba'zi misollari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Aerokosmik va Avionika: Oltinning ishonchliligi kosmik missiyalarda umrbod ishlashni ta'minlaydi.
• Tibbiy asboblar: Oltin qoplamalar implantatsiya qilingan qurilmalarda va diagnostikada korroziyani oldini oladi.
• Dengiz osti elektronikasi: Oltin okeanografik uskunalarda tajribaga ega bo'lgan yuqori bosim va sho'rlangan sharoitlarga bardosh beradi.
• Yuqori tezlikdagi raqamli sxemalar: Oltinning o'tkazuvchanligi ko'p gigagertsli chastotalargacha xatosiz ma'lumotlarni uzatish imkonini beradi.
• Mikroto'lqinli pech va radar modullari: oltin qoplama mikroto'lqinli chastotalarda eng kam yo'qotishni ta'minlaydi.
• Ulagichlar va elektromexanik o'rni: Aloqa nuqtalaridagi qattiq oltin millionlab kommutatsiya davrlarini boshqaradi.
• Fotonik / optoelektronik tizimlar: Oltin qoplamalar nozik optik asboblarda zarur bo'lgan yuqori aks ettirishni ta'minlaydi.

Xulosa

Xulosa qilib aytganda, oltin yuqori ishonchlilik, o'tkazuvchanlik, korroziyaga chidamlilik, lehim qobiliyati va simni bog'lash ko'rsatkichlarini talab qiladigan ilovalar uchun ideal PCB sirt qoplamasidir. Oltinning yuqori boshlang'ich moddiy qiymati mahsulot sifati, ishlash muddati va muhim tizimlarda nosozlik xavfini kamaytirish bilan oqlanadi. Bu yangi avlod elektronikasiga ishlash va chidamlilik chegaralarini bosib o'tishga imkon berishda oltinni o'z vazniga arziydi.

tegishli adabiyotlar,

1. PCB ishlab chiqarish jarayoni nima?
2. PCB sirtini tugatishning afzalliklari va kamchiliklari
3. PCB sirtini tugatish bo'yicha keng qamrovli qo'llanma: tanlash, xususiyatlar va ishonchlilik masalalari