Površinska obdelava tiskanega vezja (PCB) se nanaša na vrsto prevleke ali obdelave, ki se nanese na izpostavljene bakrene sledi in blazinice na površini plošče.Površinska obdelava ima več namenov, vključno z zaščito izpostavljenega bakra pred oksidacijo, izboljšanjem spajkanja in zagotavljanjem ravne površine za pritrditev komponent med sestavljanjem.Različne površinske obdelave ponujajo različne ravni zmogljivosti, stroškov in združljivosti s posebnimi aplikacijami.
Pozlačevanje in potopno zlato sta pogosto uporabljena postopka v sodobni proizvodnji tiskanih vezij.Z vse večjo integracijo IC-jev in naraščajočim številom zatičev se postopek navpičnega brizganja spajkanja trudi sploščiti majhne spajkalne blazinice, kar predstavlja izziv za sestavljanje SMT.Poleg tega je rok uporabnosti brizganih kositrnih plošč kratek.Postopki pozlačevanja ali potopnega zlata ponujajo rešitve za ta vprašanja.
V tehnologiji površinske montaže, še posebej za ultra majhne komponente, kot sta 0603 in 0402, ravnost spajkalnih blazinic neposredno vpliva na kakovost tiska spajkalne paste, kar posledično pomembno vpliva na kakovost poznejšega spajkanja s ponovnim prelivanjem.Zato je pri postopkih površinske montaže z visoko gostoto in ultra majhnimi površinami pogosto opažena uporaba pozlačevanja polne plošče ali potopnega zlata.
Med fazo poskusne proizvodnje zaradi dejavnikov, kot je nabava komponent, plošče pogosto niso spajkane takoj po prihodu.Namesto tega lahko čakajo tedne ali celo mesece, preden jih uporabijo.Rok uporabnosti pozlačenih in potopnih zlatih plošč je veliko daljši kot pri pocinkanih ploščah.Zato so ti postopki prednostni.Stroški pozlačenih in potopnih zlatih PCB-jev med fazo vzorčenja so primerljivi s stroški plošč iz zlitine svinca in kositra.
1. Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG): To je običajna metoda površinske obdelave PCB.Vključuje nanos plasti neelektričnega niklja kot vmesne plasti na spajkalne blazinice, ki ji sledi plast potopnega zlata na površino niklja.ENIG ponuja prednosti, kot so dobra sposobnost spajkanja, ravnost, odpornost proti koroziji in ugodna učinkovitost spajkanja.Lastnosti zlata pomagajo tudi pri preprečevanju oksidacije in s tem izboljšajo dolgoročno stabilnost pri shranjevanju.
2. Izravnavanje spajk z vročim zrakom (HASL): To je še ena pogosta metoda površinske obdelave.Pri postopku HASL se spajkalne blazinice potopijo v staljeno zlitino kositra, odvečna spajka pa se odpihne z vročim zrakom, pri čemer za seboj ostane enakomerna spajkalna plast.Prednosti HASL vključujejo nižjo ceno, enostavnost izdelave in spajkanja, čeprav sta natančnost in ravnost površine lahko sorazmerno nižji.
3. Galvanizacija zlata: ta metoda vključuje galvanizacijo plasti zlata na spajkalne blazinice.Zlato odlikuje električna prevodnost in odpornost proti koroziji, s čimer se izboljša kakovost spajkanja.Vendar pa je pozlačevanje na splošno dražje v primerjavi z drugimi metodami.Posebej se uporablja pri aplikacijah z zlatimi prsti.
4. Organski konzervansi za spajkanje (OSP): OSP vključuje nanos organske zaščitne plasti na spajkalne ploščice, da jih zaščiti pred oksidacijo.OSP ponuja dobro ravnost, sposobnost spajkanja in je primeren za lahke aplikacije.
5. Potopni kositer: Podobno kot za potopno zlato tudi potopni kositer vključuje prevleko spajkalnih blazinic s plastjo kositra.Potopni kositer zagotavlja dobro spajkanje in je razmeroma stroškovno učinkovit v primerjavi z drugimi metodami.Vendar pa morda ne blesti toliko kot potopno zlato v smislu odpornosti proti koroziji in dolgoročne stabilnosti.
6. Nikljanje/pozlačevanje: Ta metoda je podobna potopnemu zlatu, vendar se po brezelektričnem nikljanju nanese plast bakra, čemur sledi obdelava z metalizacijo.Ta pristop nudi dobro prevodnost in odpornost proti koroziji, primerno za visoko zmogljive aplikacije.
7. Posrebrenje: Posrebrenje vključuje prevleko spajkalnih blazinic s plastjo srebra.Srebro je odlično v smislu prevodnosti, vendar lahko oksidira, ko je izpostavljeno zraku, kar običajno zahteva dodatno zaščitno plast.
8. Pozlačenje: Ta metoda se uporablja za priključke ali kontaktne točke vtičnic, ki zahtevajo pogosto vstavljanje in odstranjevanje.Nanesena je debelejša plast zlata, ki zagotavlja odpornost proti obrabi in odpornost proti koroziji.
Razlike med pozlačevanjem in potopnim zlatom:
1. Kristalna struktura, ki jo tvorita pozlačevanje in potopno zlato, je drugačna.Pozlačenje ima tanjšo plast zlata v primerjavi s potopnim zlatom.Pozlačenje je običajno bolj rumeno kot potopno zlato, kar se strankam zdi bolj zadovoljivo.
2. Potopno zlato ima boljše lastnosti spajkanja v primerjavi s pozlačenjem, kar zmanjšuje napake pri spajkanju in pritožbe strank.Potopne zlate plošče imajo bolj nadzorovano napetost in so bolj primerne za postopke lepljenja.Vendar pa je potopno zlato zaradi svoje mehkejše narave manj trpežno za zlate prste.
3. Potopno zlato samo prevleče nikelj-zlato na spajkalne blazinice, ne vpliva na prenos signala v bakrenih plasteh, medtem ko lahko pozlačevanje vpliva na prenos signala.
4. Trda pozlata ima gostejšo kristalno strukturo v primerjavi s potopnim zlatom, zaradi česar je manj dovzetna za oksidacijo.Potopno zlato ima tanjšo plast zlata, ki lahko omogoči difuzijo niklja.
5. Manj verjetnosti, da bo potopno zlato povzročilo kratek stik žice v modelih z visoko gostoto v primerjavi s pozlačevanjem.
6. Potopno zlato ima boljši oprijem med uporom za spajkanje in bakrenimi plastmi, kar ne vpliva na razmik med kompenzacijskimi procesi.
7. Potopno zlato se pogosto uporablja za bolj zahtevne plošče zaradi boljše ravnosti.S pozlačevanjem se na splošno izognemo pojavu črne blazinice po montaži.Ploskost in rok uporabnosti potopnih zlatih plošč sta tako dobra kot pri pozlačenih.
Izbira ustrezne metode površinske obdelave zahteva upoštevanje dejavnikov, kot so električna zmogljivost, odpornost proti koroziji, stroški in zahteve glede uporabe.Glede na specifične okoliščine je mogoče izbrati ustrezne postopke površinske obdelave, ki ustrezajo merilom načrtovanja.
Čas objave: 18. avgust 2023
