Τα υλικά κυκλώματος βασίζονται σε υψηλής ποιότητας αγωγούς και διηλεκτρικά υλικά για τη σύνδεση σύγχρονων πολύπλοκων εξαρτημάτων μεταξύ τους για βέλτιστη απόδοση. Ωστόσο, ως αγωγοί, αυτοί οι χάλκινοι αγωγοί PCB, είτε πλακέτες PCB DC είτε mm Wave, χρειάζονται αντιγηραντική και οξειδωτική προστασία. Αυτή η προστασία μπορεί να επιτευχθεί με τη μορφή επικαλύψεων ηλεκτρόλυσης και εμβάπτισης. Συχνά παρέχουν διαφορετικούς βαθμούς ικανότητας συγκόλλησης, έτσι ώστε ακόμη και με ολοένα μικρότερα εξαρτήματα, τοποθέτηση μικροεπιφανειών (SMT) κ.λπ., μπορεί να σχηματιστεί ένα πολύ πλήρες σημείο συγκόλλησης. Υπάρχει μια ποικιλία επιστρώσεων και επεξεργασιών επιφάνειας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αγωγούς χαλκού PCB στη βιομηχανία. Η κατανόηση των χαρακτηριστικών και του σχετικού κόστους κάθε επίστρωσης και επεξεργασίας επιφάνειας μας βοηθά να κάνουμε την κατάλληλη επιλογή για να επιτύχουμε την υψηλότερη απόδοση και τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής των πλακών PCB.

Η επιλογή ενός τελικού φινιρίσματος PCB δεν είναι μια απλή διαδικασία που απαιτεί εξέταση του σκοπού και των συνθηκών εργασίας του PCB. Η τρέχουσα τάση προς πυκνά γεμάτα, χαμηλού βήματος, κυκλώματα PCB υψηλής ταχύτητας και μικρότερα, λεπτότερα, PCBS υψηλής συχνότητας θέτει προκλήσεις για πολλούς κατασκευαστές PCB. Τα κυκλώματα PCB κατασκευάζονται μέσω ελασμάτων διαφόρων βαρών και πάχους φύλλου χαλκού που παρέχονται στους κατασκευαστές PCB από κατασκευαστές υλικών, όπως ο Rogers, ο οποίος στη συνέχεια επεξεργάζεται αυτά τα ελάσματα σε διάφορους τύπους PCBS για χρήση στα ηλεκτρονικά. Χωρίς κάποια μορφή επιφανειακής προστασίας, οι αγωγοί στο κύκλωμα θα οξειδωθούν κατά την αποθήκευση. Η επεξεργασία της επιφάνειας του αγωγού λειτουργεί ως φράγμα που χωρίζει τον αγωγό από το περιβάλλον. Όχι μόνο προστατεύει τον αγωγό PCB από την οξείδωση, αλλά παρέχει επίσης μια διεπαφή για κυκλώματα συγκόλλησης και εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένης της συγκόλλησης μολύβδου ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (ics).

Επιλέξτε την κατάλληλη επιφάνεια PCB
Η κατάλληλη επεξεργασία επιφάνειας θα πρέπει να συμβάλλει στην κάλυψη της εφαρμογής του κυκλώματος PCB καθώς και στη διαδικασία κατασκευής. Το κόστος ποικίλλει λόγω του διαφορετικού κόστους υλικών, των διαφορετικών διαδικασιών και των τύπων φινιρισμάτων που απαιτούνται. Ορισμένες επιφανειακές επεξεργασίες επιτρέπουν υψηλή αξιοπιστία και υψηλή απομόνωση κυκλωμάτων με πυκνή δρομολόγηση, ενώ άλλες μπορεί να δημιουργήσουν περιττές Γέφυρες μεταξύ των αγωγών. Ορισμένες επιφανειακές επεξεργασίες πληρούν τις στρατιωτικές και αεροδιαστημικές απαιτήσεις, όπως η θερμοκρασία, οι κραδασμοί και οι κραδασμοί, ενώ άλλες δεν εγγυώνται την υψηλή αξιοπιστία που απαιτείται για αυτές τις εφαρμογές. Παρακάτω παρατίθενται ορισμένες επεξεργασίες επιφάνειας PCB που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κυκλώματα που κυμαίνονται από κυκλώματα συνεχούς ρεύματος έως ζώνες κυμάτων χιλιοστών και ψηφιακά κυκλώματα υψηλής ταχύτητας (HSD):
●ΕΝΙΓ
●ΕΝΕΠΙΓ
●HASL
●Ασημί εμβάπτισης
●Κασσίτερος εμβάπτισης
●LF HASL
●ΟΣΠ
●Ηλεκτρολυτικό σκληρό χρυσό
●Ηλεκτρολυτικά συγκολλημένος μαλακός χρυσός

1.ΕΝΙΓ
Το ENIG, γνωστό και ως χημική διεργασία νικελίου-χρυσού, χρησιμοποιείται ευρέως στην επιφανειακή επεξεργασία αγωγών πλακών PCB. Αυτή είναι μια σχετικά απλή διαδικασία χαμηλού κόστους που σχηματίζει ένα λεπτό στρώμα συγκολλήσιμου χρυσού πάνω από ένα στρώμα νικελίου στην επιφάνεια ενός αγωγού, με αποτέλεσμα μια επίπεδη επιφάνεια με καλή ικανότητα συγκόλλησης ακόμη και σε πυκνά γεμάτα κυκλώματα. Αν και η διαδικασία ENIG διασφαλίζει την ακεραιότητα της ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης μέσω οπών (PTH), αυξάνει επίσης την απώλεια αγωγού σε υψηλή συχνότητα. Αυτή η διαδικασία έχει μεγάλη διάρκεια αποθήκευσης, σύμφωνα με τα πρότυπα RoHS, από την επεξεργασία του κατασκευαστή του κυκλώματος, έως τη διαδικασία συναρμολόγησης εξαρτημάτων, καθώς και το τελικό προϊόν, μπορεί να παρέχει μακροπρόθεσμη προστασία για τους αγωγούς PCB, έτσι πολλοί προγραμματιστές PCB επιλέγουν ένα κοινή επιφανειακή επεξεργασία.

2.ΕΝΕΠΙΓ
Το ENEPIG είναι μια αναβάθμιση της διαδικασίας ENIG με την προσθήκη ενός λεπτού στρώματος παλλαδίου μεταξύ του στρώματος χημικού νικελίου και του στρώματος επίστρωσης χρυσού. Το στρώμα παλλαδίου προστατεύει το στρώμα νικελίου (που προστατεύει τον αγωγό χαλκού), ενώ το στρώμα χρυσού προστατεύει τόσο το παλλάδιο όσο και το νικέλιο. Αυτή η επιφανειακή επεξεργασία είναι ιδανική για τη συγκόλληση συσκευών σε καλώδια PCB και μπορεί να χειριστεί πολλαπλές διαδικασίες επαναροής. Όπως το ENIG, το ENEPIG είναι συμβατό με RoHS.

3.Immersion Silver
Η χημική καθίζηση αργύρου είναι επίσης μια μη ηλεκτρολυτική χημική διαδικασία κατά την οποία το PCB βυθίζεται πλήρως σε ένα διάλυμα ιόντων αργύρου για να δεσμεύσει τον άργυρο στην επιφάνεια του χαλκού. Η προκύπτουσα επίστρωση είναι πιο συνεπής και ομοιόμορφη από το ENIG, αλλά στερείται της προστασίας και της ανθεκτικότητας που παρέχει το στρώμα νικελίου στο ENIG. Αν και η διαδικασία επιφανειακής επεξεργασίας του είναι απλούστερη και πιο οικονομική από το ENIG, δεν είναι κατάλληλο για μακροχρόνια αποθήκευση με κατασκευαστές κυκλωμάτων.

4.Immersion Tin
Οι διαδικασίες χημικής εναπόθεσης κασσιτέρου σχηματίζουν μια λεπτή επίστρωση κασσίτερου σε μια επιφάνεια αγωγού μέσω μιας διαδικασίας πολλαπλών σταδίων που περιλαμβάνει καθαρισμό, μικροεγχάραξη, προεμποτισμό διαλύματος οξέος, εμβάπτιση διαλύματος έκπλυσης μη ηλεκτρολυτικού κασσιτέρου και τελικό καθαρισμό. Η επεξεργασία κασσίτερου μπορεί να παρέχει καλή προστασία για τον χαλκό και τους αγωγούς, συμβάλλοντας στην απόδοση χαμηλών απωλειών των κυκλωμάτων HSD. Δυστυχώς, ο χημικά βυθισμένος κασσίτερος δεν είναι μια από τις πιο μακροχρόνιες επεξεργασίες επιφάνειας αγωγού λόγω της επίδρασης που έχει ο κασσίτερος στον χαλκό με την πάροδο του χρόνου (δηλαδή, η διάχυση ενός μετάλλου σε άλλο μειώνει τη μακροπρόθεσμη απόδοση ενός αγωγού κυκλώματος). Όπως το χημικό ασήμι, ο χημικός κασσίτερος είναι μια διαδικασία χωρίς μόλυβδο, συμβατή με RoHs.

5.ΟΣΠ
Το φιλμ προστασίας οργανικής συγκόλλησης (OSP) είναι μια μη μεταλλική προστατευτική επίστρωση που είναι επικαλυμμένη με διάλυμα με βάση το νερό. Αυτό το φινίρισμα είναι επίσης συμβατό με RoHS. Ωστόσο, αυτή η επεξεργασία επιφάνειας δεν έχει μεγάλη διάρκεια ζωής και χρησιμοποιείται καλύτερα πριν το κύκλωμα και τα εξαρτήματα συγκολληθούν στο PCB. Πρόσφατα, εμφανίστηκαν στην αγορά νέες μεμβράνες OSP, οι οποίες πιστεύεται ότι μπορούν να παρέχουν μακροχρόνια μόνιμη προστασία στους αγωγούς.

6.Ηλεκτρολυτικό σκληρό χρυσό
Η επεξεργασία σκληρού χρυσού είναι μια ηλεκτρολυτική διαδικασία σύμφωνα με τη διαδικασία RoHS, η οποία μπορεί να προστατεύσει το PCB και τον αγωγό χαλκού από την οξείδωση για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ωστόσο, λόγω του υψηλού κόστους των υλικών, είναι επίσης μια από τις πιο ακριβές επιστρώσεις επιφανειών. Έχει επίσης κακή συγκολλησιμότητα, κακή συγκόλληση για τη συγκόλληση επεξεργασίας μαλακού χρυσού και είναι συμβατό με RoHS και μπορεί να προσφέρει μια καλή επιφάνεια για τη σύνδεση της συσκευής στα καλώδια του PCB.