Kuidas valida sobivat PCB pinda, et pikendada kasutusiga?

Skeemimaterjalid põhinevad kvaliteetsetel juhtidel ja dielektrilistel materjalidel, et ühendada kaasaegsed keerukad komponendid üksteisega optimaalse jõudluse tagamiseks. Juhtidena vajavad need PCB vaskjuhtmed, olgu siis alalisvoolu või mm Wave PCB plaadid, aga vananemis- ja oksüdatsioonikaitset. Seda kaitset on võimalik saavutada elektrolüüsi- ja sukelkattena. Need pakuvad sageli erineval määral keevitusvõimet, nii et isegi üha väiksemate osade, mikropinnakinnituse (SMT) jms korral saab moodustada väga tervikliku keevituskoha. Tööstuses on mitmesuguseid katteid ja pinnatöötlusi, mida saab kasutada PCB vaskjuhtidel. Iga katte ja pinnatöötluse omaduste ja suhteliste kulude mõistmine aitab meil teha sobiva valiku, et saavutada PCB-plaatide kõrgeim jõudlus ja pikim kasutusiga.

PCB lõppviimistluse valimine ei ole lihtne protsess, mis nõuab trükkplaadi otstarbe ja töötingimuste arvestamist. Praegune suundumus tihedalt pakitud madala helisagedusega kiirete PCB-ahelate ja väiksemate, õhemate ja kõrgsageduslike PCB-de poole seab väljakutsed paljudele PCB-tootjatele. PCB-ahelaid toodetakse erineva kaalu ja paksusega vaskfooliumiga laminaatide kaudu, mida tarnivad PCB-tootjatele materjalitootjad, näiteks Rogers, kes seejärel töötlevad need laminaadid elektroonikas kasutamiseks erinevat tüüpi PCBS-ideks. Ilma mingisuguse pinnakaitseta oksüdeeruvad ahela juhid ladustamise ajal. Juhti pinnatöötlus toimib tõkkena, mis eraldab juhti keskkonnast. See mitte ainult ei kaitse PCB-juhti oksüdatsiooni eest, vaid pakub ka liidest keevitusahelate ja komponentide jaoks, sealhulgas integraallülituste (ics) ühendamiseks.

Valige sobiv PCB pind
Sobiv pinnatöötlus peaks aitama vastata nii PCB-ahela rakendusele kui ka tootmisprotsessile. Maksumus varieerub sõltuvalt erinevatest materjalikuludest, erinevatest protsessidest ja vajalikest viimistlusviisidest. Mõned pinnatöötlused võimaldavad kõrge töökindluse ja suure isolatsiooni tiheda marsruudiga ahelate jaoks, samas kui teised võivad tekitada juhtmete vahel tarbetuid sildu. Mõned pinnatöötlused vastavad sõjalistele ja kosmosealastele nõuetele, nagu temperatuur, löök ja vibratsioon, samas kui teised ei taga nende rakenduste jaoks vajalikku kõrget töökindlust. Allpool on loetletud mõned PCB pinnatöötlused, mida saab kasutada ahelates alates alalisvooluahelatest kuni millimeeterlaineribade ja kiirete digitaalsete (HSD) ahelateni:
●ENIG
●ENEPIG
●HASL
● Immersion Silver
●Sukeldustina
●LF HASL
●OSP
●Electrolytic kõva kuld
●Elektrolüütiliselt ühendatud pehme kuld

1.ENIG
ENIG, tuntud ka kui keemiline nikkel-kulla protsess, kasutatakse laialdaselt PCB plaatide juhtmete pinnatöötluses. See on suhteliselt lihtne ja odav protsess, mis moodustab õhukese kihi keevitatavat kulda juhi pinnal oleva niklikihi peale, mille tulemuseks on tasane pind, millel on hea keevitusvõime isegi tihedalt pakitud ahelatel. Kuigi ENIG-protsess tagab läbiva avaga galvaniseerimise (PTH) terviklikkuse, suurendab see ka juhtmekadu kõrgel sagedusel. Sellel protsessil on pikk säilivusaeg, mis vastab RoHS-i standarditele, alates vooluringi tootja töötlemisest kuni komponentide kokkupanemise protsessini ja ka lõpptooteni, see võib pakkuda PCB-juhtidele pikaajalist kaitset, nii et paljud PCB-arendajad valivad tavaline pinnatöötlus.

wps_doc_0

2.ENEPIG
ENEPIG on ENIG-i protsessi täiendus, lisades keemilise niklikihi ja kullakihi vahele õhukese pallaadiumikihi. Pallaadiumikiht kaitseb niklikihti (mis kaitseb vaskjuhti), kullakiht aga nii pallaadiumi kui niklit. See pinnatöötlus sobib ideaalselt seadmete ühendamiseks PCB juhtmetega ja suudab toime tulla mitme tagasivooluprotsessiga. Nagu ENIG, on ENEPIG RoHS-iga ühilduv.

3. Sukeldushõbe
Hõbeda keemiline settimine on ka mitteelektrolüütiline keemiline protsess, mille käigus PCB sukeldatakse täielikult hõbeioonide lahusesse, et siduda hõbe vase pinnaga. Saadud kate on ühtlasem ja ühtlasem kui ENIG, kuid sellel puudub ENIG-i niklikihi kaitse ja vastupidavus. Kuigi selle pinnatöötlusprotsess on lihtsam ja kuluefektiivsem kui ENIG, ei sobi see pikaajaliseks ladustamiseks vooluahela tootjate juures.

wps_doc_1

4.Sukeldustina
Tina keemilised sadestamise protsessid moodustavad juhi pinnale õhukese tinakatte mitmeetapilise protsessi käigus, mis hõlmab puhastamist, mikrosöövitamist, happelahuse eeltööd, mitteelektrolüütilise tina leostuslahuse sukeldamist ja lõplikku puhastamist. Tina töötlemine võib pakkuda vase ja juhtmete head kaitset, aidates kaasa HSD-ahelate väikese kaduvõime saavutamisele. Kahjuks ei kuulu keemiliselt süvistatud tina kõige kauem kestvama juhtme pinnatöötluse hulka, kuna tina avaldab aja jooksul vasele avalduvat mõju (st ühe metalli difusioon teiseks vähendab vooluahela juhi pikaajalist jõudlust). Nagu keemiline hõbe, on ka keemiline tina pliivaba, RoHs-ühilduv protsess.

5.OSP
Orgaaniline keevituskaitsekile (OSP) on mittemetallist kaitsekate, mis on kaetud veepõhise lahusega. See viimistlus on ka RoHS-iga ühilduv. Sellel pinnatöötlusel ei ole aga pikka säilivusaega ja seda on kõige parem kasutada enne vooluringi ja komponentide keevitamist PCB-le. Hiljuti on turule ilmunud uued OSP membraanid, mis usutavasti suudavad pakkuda juhtmetele pikaajalist püsivat kaitset.

6. Elektrolüütiliselt kõva kuld
Kõvakulla töötlemine on RoHS-i protsessiga kooskõlas olev elektrolüütiline protsess, mis kaitseb PCB-d ja vaskjuhte pikka aega oksüdatsiooni eest. Materjalide kalliduse tõttu on see aga ka üks kallimaid pinnakatteid. Sellel on ka halb keevitatavus, nõrk keevitatavus pehme kulla töötlemiseks ning see on RoHS-iga ühilduv ja võib pakkuda seadmele hea pinna PCB juhtmetega ühendamiseks.

wps_doc_2