Материалы схем основаны на высококачественных проводниках и диэлектрических материалах для соединения современных сложных компонентов друг с другом для достижения оптимальной производительности. Однако, как проводники, эти медные проводники печатных плат, будь то платы постоянного тока или миллиметровые волны, нуждаются в защите от старения и окисления. Такая защита может быть достигнута с помощью электролиза и иммерсионных покрытий. Они часто обеспечивают различную степень свариваемости, так что даже при использовании деталей меньшего размера, микроповерхностного монтажа (SMT) и т. д. можно сформировать очень полную точку сварки. В промышленности существует множество покрытий и обработок поверхности, которые можно использовать для медных проводников печатных плат. Понимание характеристик и относительных затрат на каждое покрытие и обработку поверхности помогает нам сделать правильный выбор для достижения максимальной производительности и длительного срока службы печатных плат.
Выбор окончательной отделки печатной платы – непростой процесс, требующий учета назначения и условий работы печатной платы. Текущая тенденция к использованию плотно упакованных, высокоскоростных печатных плат с малым шагом и более мелких и тонких высокочастотных печатных плат создает проблемы для многих производителей печатных плат. Схемы печатных плат изготавливаются из ламинатов медной фольги различного веса и толщины, поставляемых производителям печатных плат производителями материалов, такими как Rogers, которые затем перерабатывают эти ламинаты в различные типы печатных плат для использования в электронике. Без какой-либо защиты поверхности проводники цепи окисляются во время хранения. Обработка поверхности проводника действует как барьер, отделяющий проводник от окружающей среды. Он не только защищает проводник печатной платы от окисления, но также обеспечивает интерфейс для сварки цепей и компонентов, включая соединение выводов интегральных схем (ИС).
Выберите подходящую поверхность печатной платы
Соответствующая обработка поверхности должна помочь удовлетворить требования к применению печатной платы, а также к производственному процессу. Стоимость варьируется в зависимости от затрат на материалы, различных процессов и типов требуемой отделки. Некоторые виды обработки поверхности обеспечивают высокую надежность и высокую изоляцию плотно проложенных цепей, тогда как другие могут создавать ненужные перемычки между проводниками. Некоторые виды обработки поверхности соответствуют требованиям военной и аэрокосмической промышленности, таким как температура, удары и вибрация, в то время как другие не гарантируют высокую надежность, необходимую для этих применений. Ниже перечислены некоторые виды обработки поверхности печатных плат, которые можно использовать в схемах, начиная от цепей постоянного тока и заканчивая цепями миллиметрового диапазона и высокоскоростными цифровыми (HSD) цепями:
●ЭНИГ
●ЭНЕПИГ
●HASL
● Иммерсионное серебро
●Погружная банка
●LF HASL
●ОСП
●Электролитическое твердое золото.
●Мягкое золото с электролитической связкой.
1. ЭНИГ
ENIG, также известный как химический процесс никель-золото, широко используется при обработке поверхности проводников печатных плат. Это относительно простой и недорогой процесс, в ходе которого поверх слоя никеля на поверхности проводника образуется тонкий слой свариваемого золота, в результате чего получается плоская поверхность с хорошей свариваемостью даже в плотно упакованных цепях. Хотя процесс ENIG обеспечивает целостность гальванического покрытия сквозных отверстий (PTH), он также увеличивает потери в проводнике на высоких частотах. Этот процесс имеет длительный срок хранения, в соответствии со стандартами RoHS, от обработки производителя схемы до процесса сборки компонентов, а также конечного продукта. Он может обеспечить долгосрочную защиту проводников печатных плат, поэтому многие разработчики печатных плат выбирают обычная обработка поверхности.
2.ЭНЕПИГ
ENEPIG — это модернизация процесса ENIG за счет добавления тонкого слоя палладия между слоем химического никеля и слоем золотого покрытия. Слой палладия защищает слой никеля (который защищает медный проводник), а слой золота защищает как палладий, так и никель. Такая обработка поверхности идеально подходит для присоединения устройств к выводам печатной платы и позволяет выдерживать многочисленные процессы оплавления. Как и ENIG, ENEPIG соответствует требованиям RoHS.
3. Иммерсионное серебро
Химическое осаждение серебра — это также неэлектролитический химический процесс, при котором печатная плата полностью погружается в раствор ионов серебра, который связывает серебро с поверхностью меди. Полученное покрытие является более плотным и однородным, чем ENIG, но ему не хватает защиты и долговечности, обеспечиваемых слоем никеля в ENIG. Хотя процесс обработки поверхности проще и экономичнее, чем у ENIG, он не подходит для длительного хранения у производителей схем.
4. Погружная банка
Процессы химического осаждения олова образуют тонкое оловянное покрытие на поверхности проводника посредством многоэтапного процесса, который включает очистку, микротравление, препрег из кислотного раствора, погружение в раствор неэлектролитического выщелачивания олова и окончательную очистку. Обработка оловом может обеспечить хорошую защиту меди и проводников, способствуя снижению потерь в цепях HSD. К сожалению, химически затопленное олово не является одним из самых долговечных способов обработки поверхности проводника из-за воздействия, которое олово оказывает на медь с течением времени (т. е. диффузия одного металла в другой снижает долгосрочные характеристики проводника цепи). Как и химическое серебро, химическое олово представляет собой процесс, не содержащий свинца и соответствующий требованиям RoHS.
5. ОСП
Органическая защитная пленка для сварки (OSP) представляет собой неметаллическое защитное покрытие, покрытое раствором на водной основе. Эта отделка также соответствует требованиям RoHS. Однако такая обработка поверхности не имеет длительного срока хранения, и ее лучше всего использовать до приварки схемы и компонентов к печатной плате. Недавно на рынке появились новые мембраны OSP, которые, как полагают, способны обеспечить долговременную постоянную защиту проводников.
6. Электролитическое твердое золото.
Обработка твердым золотом — это электролитический процесс, соответствующий требованиям RoHS, который может защитить печатную плату и медный проводник от окисления в течение длительного времени. Однако из-за высокой стоимости материалов это также одно из самых дорогих покрытий поверхности. Он также имеет плохую свариваемость, плохую свариваемость для склеивания с покрытием из мягкого золота, соответствует требованиям RoHS и может обеспечить хорошую поверхность для соединения устройства с выводами печатной платы.
