Pozlacení je běžný a důležitý proces povrchové úpravy ve výrobním procesu desek plošných spojů. Může nejen zlepšit vodivost desky s plošnými spoji, ale také zvýšit její odolnost proti korozi a pájitelnost, což má klíčový vliv na výkon a životnost desky s plošnými spoji. Tloušťka pokovování jako klíčový parametr v procesu pokovování byla vždy velkým problémem. Jaká je tedy typická tloušťkapozlacení plošných spojů?
1, Společné jednotky pro tloušťku pokovování PCB
V průmyslu desek s plošnými spoji je jednotka tloušťky zlacení obvykle v mikropalcích (u ''), což usnadňuje přesný popis a komunikaci tloušťky zlacení v rámci odvětví.
2, Běžný rozsah a scénáře použití tloušťky pozlacení desek plošných spojů
(1) Extrémně tenká vrstva zlacení (1u '' -4u '')
Tento typ ultra-tenké pokovovací vrstvy se běžně používá v procesu bezproudového niklového zlata (ENIG), zejména pro obecné elektronické produkty, které jsou citlivé na cenu a mají relativně nízké požadavky na výkon. Například desky s obvody pro dálkové ovládání spotřebitelské třídy nemají extrémní požadavky na vodivost a odolnost proti korozi. Extrémně tenká vrstva pozlacení je dostatečná pro splnění základních požadavků na ochranu, zabránění oxidaci povrchu mědi a kontrolu nákladů. V některých deskách s plošnými spoji pro jednoduché hračky se také běžně používá pozlacení v tomto rozsahu tloušťky, protože výrobky na hraní se používají v relativně mírných prostředích a mají nižší požadavky na odolnost plošných spojů.
(2) Tenčí vrstva zlacení (4u '' -8u '')
Vrstva zlacení v tomto rozsahu tloušťky je široce používána v obecných elektronických produktech, jako jsou PCB běžných domácích routerů a chytrých reproduktorů. Vezmeme-li jako příklad domácí routery, jejich pracovní prostředí je obvykle relativně stabilní, s malými změnami teploty a vlhkosti. Tenká zlacená vrstva může zajistit dobrou vodivost, splňovat požadavky na přenos signálu a mít určitý stupeň odolnosti proti korozi, což zajišťuje stabilní výkon PCB při běžném používání. Na desce s plošnými spoji chytrých reproduktorů může tato silná zlacená vrstva také poskytnout spolehlivý elektrický kontakt pro připojení elektronických součástek a zároveň vyvážit náklady a výkon.
(3) Středně silná vrstva zlacení (8u '' -20u '')
Pro některé scénáře aplikací, které vyžadují vysoký výkon, jako jsou vysoko{0}}frekvenční obvody, produkty radiofrekvenční identifikace (RFID) atd., bude vybrána středně silná zlacená vrstva. Ve vysoko-frekvenčních obvodech je rychlost přenosu signálu vysoká a frekvence vysoká, což vyžaduje nízký odpor vodičů a nízké ztráty signálu. Silnější zlacená vrstva může snížit odpor, minimalizovat útlum a zkreslení signálu během přenosu a zajistit stabilní přenos vysokofrekvenčních signálů. Některé desky s plošnými spoji v komunikačních základnových stanicích 5G budou v tomto rozsahu tloušťky používat pozlacení, aby splnily požadavky na vysokorychlostní a vysokokapacitní datový přenos-. U produktů RFID je zásadní dobrá vodivost a schopnost bránit{11} rušení a středně silná vrstva pozlacení pomáhá zlepšit spolehlivost komunikace mezi štítkem a čtečkou a snižuje rušení signálu.
(4) Silná vrstva zlacení (20u '' a více)
V oborech, jako je letectví a zdravotnická zařízení, která vyžadují vysokou spolehlivost a stabilitu, se často používá silné zlacení. Letecká a kosmická zařízení musí pracovat v extrémních prostředích, jako je vysoká teplota, vysoký tlak a silné záření. Silné zlacení může zajistit plošným spojům silnější odolnost proti korozi a opotřebení, což zajišťuje dlouhodobý- stabilní provoz zařízení ve složitých prostředích. Například desky plošných spojů elektronických zařízení na satelitech mohou mít tloušťku pozlacení 50u'' nebo dokonce vyšší, aby odolávaly různé erozi ve vesmírném prostředí. V oblasti lékařských přístrojů desky s plošnými spoji, jako jsou kardiostimulátory a zařízení pro magnetickou rezonanci, také používají silné vrstvy zlacení. Tato zařízení souvisejí se životem a zdravím pacientů, s téměř přísnými požadavky na spolehlivost. Silná zlacená vrstva může zajistit stabilitu elektrických spojení a zabránit poruchám zařízení způsobeným korozí a dalšími problémy.
3, Faktory ovlivňující výběr tloušťky pokovování PCB
(1) Faktory prostředí aplikačních scénářů
Pokud bude deska plošných spojů používána v drsných prostředích, jako je vysoká teplota, vysoká vlhkost, silná kyselost a zásaditost, je k zajištění dostatečné ochrany zapotřebí silnější vrstva pozlacení. Například na desce řídicích obvodů zařízení pro chemickou výrobu je v důsledku přítomnosti velkého množství korozivních plynů a kapalin v okolním prostředí vyžadována silná vrstva zlacení, aby se zabránilo rychlé korozi vrstvy pozlacení a prodloužila se životnost desky plošných spojů. Naopak v pokojové teplotě, suchém a čistém prostředí, jako jsou elektronická zařízení v běžných kancelářských prostorách, jsou požadavky na tloušťku zlacené vrstvy relativně nízké.
(2) Požadavky na přenos signálu
U desek plošných spojů, které přenášejí vysoko{0}}frekvenční a vysokorychlostní{1}}signály, je zapotřebí silnější zlacená vrstva, aby se snížily ztráty a zkreslení signálu. Protože při vysokých frekvencích dochází v signálu ke skinefektu a proud teče hlavně po povrchu vodiče. Vodivost pozlacené vrstvy je poměrně vysoká a zvýšení její tloušťky může snížit odpor přenosové cesty signálu a snížit ztráty signálu. U serverových základních desek s-vysokorychlostním přenosem dat, aby bylo dosaženo rychlosti přenosu dat několik GB za sekundu, bude klíčová signální část PCB používat silnou vrstvu zlacení, aby byla zajištěna integrita signálu.
(3) Úvahy o nákladech
Tloušťka zlacení přímo ovlivňuje výrobní náklady. Čím větší je tloušťka, tím více zlatého materiálu se používá a tím vyšší jsou náklady. V některých výrobcích spotřební elektroniky citlivých na náklady, jako jsou běžné desky s tištěnými spoji pro nabíječky mobilních telefonů, se volí tenčí zlacené vrstvy, aby se co nejvíce kontrolovaly náklady při splnění základních požadavků na výkon. U špičkových-produktů s vysokou přidanou hodnotou-, jako jsou špičkové{5}}profesionální fotografické vybavení, mohou být vzhledem k jejich vysoké prodejní ceně a přísným požadavkům na výkon schopny akceptovat vyšší náklady, takže k zajištění optimálního výkonu lze použít silnější vrstvy zlacení.
(4) Požadavky na mechanické vlastnosti
Když určité části PCB vyžadují mechanické vlastnosti, jako je odolnost proti opotřebení a odolnost proti zástrčkám, jako jsou paměťové sloty, sloty pro grafické karty a další oblasti se zlatými prsty na základních deskách počítačů, obvykle se používá technologie galvanického tvrdého zlata a tloušťka zlacení se zvýší. Vezmeme-li jako příklad paměťové sloty počítače, uživatelé mohou často připojovat a odpojovat paměťové moduly. Silnější tvrdý zlatý povlak může účinně zlepšit odolnost zlatých prstů proti opotřebení, zajistit dobré elektrické spojení i po vícenásobném vložení a vyjmutí a snížit výskyt problémů, jako je špatný kontakt.