Schaltkreismaterialien basieren auf hochwertigen Leitern und dielektrischen Materialien, um moderne komplexe Komponenten für eine optimale Leistung miteinander zu verbinden. Allerdings benötigen diese PCB-Kupferleiter, egal ob DC- oder mm-Wave-PCB-Leiterplatten, als Leiter einen Alterungs- und Oxidationsschutz. Dieser Schutz kann in Form von Elektrolyse- und Tauchbeschichtungen erreicht werden. Sie bieten oft unterschiedliche Schweißfähigkeiten, sodass auch bei immer kleineren Teilen, Micro-Surface-Mount (SMT) usw. ein sehr vollständiger Schweißpunkt gebildet werden kann. In der Industrie gibt es eine Vielzahl von Beschichtungen und Oberflächenbehandlungen, die für Leiterplatten-Kupferleiter verwendet werden können. Das Verständnis der Eigenschaften und relativen Kosten jeder Beschichtung und Oberflächenbehandlung hilft uns, die richtige Wahl zu treffen, um die höchste Leistung und längste Lebensdauer von Leiterplatten zu erreichen.
Die Auswahl der endgültigen Oberfläche einer Leiterplatte ist kein einfacher Prozess, bei dem der Zweck und die Arbeitsbedingungen der Leiterplatte berücksichtigt werden müssen. Der aktuelle Trend zu dicht gepackten Hochgeschwindigkeits-Leiterplattenschaltungen mit geringem Rastermaß und kleineren, dünneren Hochfrequenz-Leiterplatten stellt viele Leiterplattenhersteller vor Herausforderungen. PCB-Schaltkreise werden aus Laminaten unterschiedlicher Kupferfoliengewichte und -stärken hergestellt, die von Materialherstellern wie Rogers an PCB-Hersteller geliefert werden, die diese Laminate dann zu verschiedenen Arten von PCBs für den Einsatz in der Elektronik verarbeiten. Ohne irgendeine Form von Oberflächenschutz oxidieren die Leiter im Stromkreis während der Lagerung. Die Oberflächenbehandlung des Leiters fungiert als Barriere, die den Leiter von der Umgebung trennt. Es schützt nicht nur den Leiterplattenleiter vor Oxidation, sondern bietet auch eine Schnittstelle zum Schweißen von Schaltkreisen und Komponenten, einschließlich der Anschlussverbindung von integrierten Schaltkreisen (ICS).
Wählen Sie eine geeignete Leiterplattenoberfläche
Eine geeignete Oberflächenbehandlung sollte dazu beitragen, sowohl der PCB-Schaltungsanwendung als auch dem Herstellungsprozess gerecht zu werden. Die Kosten variieren aufgrund unterschiedlicher Materialkosten, unterschiedlicher Prozesse und Arten der erforderlichen Endbearbeitung. Einige Oberflächenbehandlungen ermöglichen eine hohe Zuverlässigkeit und hohe Isolierung dicht verlegter Schaltkreise, während andere möglicherweise unnötige Brücken zwischen Leitern schaffen. Einige Oberflächenbehandlungen erfüllen die Anforderungen des Militärs und der Luft- und Raumfahrt, wie z. B. Temperatur, Stöße und Vibrationen, während andere nicht die für diese Anwendungen erforderliche hohe Zuverlässigkeit gewährleisten. Nachfolgend sind einige PCB-Oberflächenbehandlungen aufgeführt, die in Schaltkreisen verwendet werden können, die von Gleichstromschaltkreisen über Millimeterwellenbänder bis hin zu digitalen Hochgeschwindigkeitsschaltkreisen (HSD) reichen:
●ENIG
●ENEPIG
●HASL
●Immersionssilber
●Tauchzinn
●LF HASL
●OSP
●Elektrolytisches Hartgold
●Elektrolytisch gebundenes Weichgold
1.ENIG
ENIG, auch bekannt als chemisches Nickel-Gold-Verfahren, wird häufig bei der Oberflächenbehandlung von Leiterplattenleitern eingesetzt. Hierbei handelt es sich um ein relativ einfaches, kostengünstiges Verfahren, bei dem eine dünne Schicht aus schweißbarem Gold auf einer Nickelschicht auf der Oberfläche eines Leiters gebildet wird, was zu einer flachen Oberfläche mit guter Schweißbarkeit selbst bei dicht gepackten Schaltkreisen führt. Obwohl der ENIG-Prozess die Integrität der Durchgangslochgalvanisierung (PTH) gewährleistet, erhöht er auch den Leiterverlust bei Hochfrequenz. Dieser Prozess hat eine lange Lagerfähigkeit im Einklang mit den RoHS-Standards, von der Verarbeitung des Schaltkreisherstellers über den Komponentenmontageprozess bis hin zum Endprodukt. Er kann Leiterplattenleitern einen langfristigen Schutz bieten, weshalb sich viele Leiterplattenentwickler für a entscheiden gemeinsame Oberflächenbehandlung.
2.ENEPIG
ENEPIG ist eine Weiterentwicklung des ENIG-Prozesses durch Hinzufügen einer dünnen Palladiumschicht zwischen der chemischen Nickelschicht und der Goldbeschichtungsschicht. Die Palladiumschicht schützt die Nickelschicht (die den Kupferleiter schützt), während die Goldschicht sowohl Palladium als auch Nickel schützt. Diese Oberflächenbehandlung eignet sich ideal zum Verbinden von Geräten mit Leiterplattenanschlüssen und kann mehrere Reflow-Prozesse bewältigen. ENEPIG ist wie ENIG RoHS-konform.
3. Immersionssilber
Die chemische Silbersedimentation ist ebenfalls ein nicht-elektrolytischer chemischer Prozess, bei dem die Leiterplatte vollständig in eine Lösung aus Silberionen eingetaucht wird, um das Silber an der Kupferoberfläche zu binden. Die resultierende Beschichtung ist gleichmäßiger und gleichmäßiger als ENIG, es mangelt ihr jedoch an dem Schutz und der Haltbarkeit, die die Nickelschicht bei ENIG bietet. Obwohl sein Oberflächenbehandlungsverfahren einfacher und kostengünstiger als ENIG ist, eignet es sich nicht für die Langzeitlagerung bei Schaltungsherstellern.
4.Tauchzinn
Chemische Zinnabscheidungsprozesse bilden eine dünne Zinnschicht auf einer Leiteroberfläche durch einen mehrstufigen Prozess, der Reinigung, Mikroätzung, Prepreg mit Säurelösung, Eintauchen einer nichtelektrolytischen Zinnlaugungslösung und Endreinigung umfasst. Die Zinnbehandlung kann einen guten Schutz für Kupfer und Leiter bieten und zu einer verlustarmen Leistung von HSD-Schaltungen beitragen. Leider gehört chemisch versenktes Zinn nicht zu den langlebigsten Oberflächenbehandlungen für Leiter, da Zinn im Laufe der Zeit Auswirkungen auf Kupfer hat (d. h. die Diffusion eines Metalls in ein anderes verringert die Langzeitleistung eines Schaltkreisleiters). Chemisches Zinn ist wie chemisches Silber ein bleifreies, RoHs-konformes Verfahren.
5.OSP
Der organische Schweißschutzfilm (OSP) ist eine nichtmetallische Schutzbeschichtung, die mit einer wasserbasierten Lösung beschichtet wird. Dieses Finish ist auch RoHS-konform. Diese Oberflächenbehandlung ist jedoch nicht lange haltbar und wird am besten angewendet, bevor die Schaltung und die Komponenten mit der Leiterplatte verschweißt werden. Kürzlich sind neue OSP-Membranen auf den Markt gekommen, von denen angenommen wird, dass sie Leitern langfristig und dauerhaft schützen können.
6. Elektrolytisches Hartgold
Bei der Hartgoldbehandlung handelt es sich um einen elektrolytischen Prozess im Einklang mit dem RoHS-Prozess, der Leiterplatten und Kupferleiter lange Zeit vor Oxidation schützen kann. Aufgrund des hohen Materialaufwands gehört sie jedoch auch zu den teuersten Oberflächenbeschichtungen. Es ist außerdem schlecht schweißbar und eignet sich schlecht für die Verklebung mit Weichgold, ist RoHS-konform und kann eine gute Oberfläche für die Verbindung des Geräts mit den Anschlüssen der Leiterplatte bieten.
