Pozlátenie je bežný a dôležitý proces povrchovej úpravy vo výrobnom procese dosiek plošných spojov. Môže nielen zlepšiť vodivosť dosky s plošnými spojmi, ale tiež zvýšiť jej odolnosť proti korózii a spájkovateľnosť, čo má kľúčový vplyv na výkon a životnosť dosky s plošnými spojmi. Hrúbka pozlátenia, ako kľúčový parameter v procese pozlátenia, vždy vyvolávala veľké obavy. Aká je teda typická hrúbkapozlátenie PCB?
1, Spoločné jednotky pre hrúbku pozlátenia PCB
V priemysle PCB je jednotka hrúbky pozlátenia zvyčajne v mikro palcoch (u ''), čo uľahčuje presný popis a komunikáciu hrúbky pozlátenia v rámci odvetvia.
2, Bežný rozsah a scenáre použitia hrúbky pozlátenia PCB
(1) Extrémne tenká vrstva pozlátenia (1u '' -4u '')
Tento typ ultra{0}}tenkej pozlátenej vrstvy sa bežne používa v procese bezprúdového niklového zlata (ENIG), najmä pre všeobecné elektronické produkty, ktoré sú cenovo citlivé a majú relatívne nízke požiadavky na výkon. Napríklad dosky plošných spojov s diaľkovým ovládaním spotrebiteľskej triedy nemajú extrémne požiadavky na vodivosť a odolnosť proti korózii. Extrémne tenká vrstva pozlátenia je dostatočná na splnenie základných potrieb ochrany, zabránenie oxidácii povrchu medi a kontrolu nákladov. V niektorých jednoduchých doskách s plošnými spojmi pre hračky sa bežne používa aj pozlátenie v tomto rozsahu hrúbok, pretože hračkárske výrobky sa používajú v relatívne miernom prostredí a majú nižšie požiadavky na odolnosť PCB.
(2) Tenšia vrstva pozlátenia (4u '' -8u '')
Vrstva pozlátenia v tomto rozsahu hrúbok je široko používaná vo všeobecných elektronických produktoch, ako sú PCB bežných domácich smerovačov a inteligentných reproduktorov. Ak si vezmeme ako príklad domáce smerovače, ich pracovné prostredie je zvyčajne relatívne stabilné s malými zmenami teploty a vlhkosti. Tenká vrstva pozlátenia môže zabezpečiť dobrú vodivosť, spĺňať požiadavky na prenos signálu a mať určitý stupeň odolnosti proti korózii, čo zaisťuje stabilný výkon PCB počas bežného používania. Na doske inteligentných reproduktorov môže táto hrubá pozlátená vrstva poskytnúť aj spoľahlivý elektrický kontakt na pripojenie elektronických komponentov a zároveň vyvážiť náklady a výkon.
(3) Stredne hrubá vrstva pozlátenia (8u '' -20u '')
Pre niektoré aplikačné scenáre, ktoré vyžadujú vysoký výkon, ako sú vysoko{0}}frekvenčné obvody, produkty rádiofrekvenčnej identifikácie (RFID) atď., sa vyberie stredná hrúbka pozlátenej vrstvy. Vo vysoko-frekvenčných obvodoch je rýchlosť prenosu signálu vysoká a frekvencia vysoká, čo si vyžaduje nízky odpor vodiča a nízke straty signálu. Hrubšia vrstva pozlátenia môže znížiť odpor, minimalizovať zoslabenie a skreslenie signálu počas prenosu a zabezpečiť stabilný prenos vysoko-frekvenčných signálov. Niektoré dosky plošných spojov v komunikačných základňových staniciach 5G budú používať pozlátenie v tomto rozsahu hrúbok, aby splnili požiadavky na vysoko-rýchlostný a vysokokapacitný- prenos dát. V produktoch RFID je rozhodujúca dobrá vodivosť a schopnosť odolávať{11} rušeniu a stredná hrúbka pozlátenej vrstvy pomáha zlepšiť spoľahlivosť komunikácie medzi štítkom a čítačkou, čím sa znižuje rušenie signálu.
(4) Hrubá vrstva zlatého pokovovania (20u '' a viac)
V oblastiach, ako je letectvo a lekárske vybavenie, ktoré vyžadujú vysokú spoľahlivosť a stabilitu, sa často používa hrubé pozlátenie. Letecké zariadenia musia pracovať v extrémnych prostrediach, ako je vysoká teplota, vysoký tlak a silné žiarenie. Hrubé pozlátenie môže poskytnúť plošným spojom silnejšiu odolnosť proti korózii a opotrebeniu, čím sa zabezpečí dlhodobá-stabilná prevádzka zariadenia v zložitých prostrediach. Napríklad dosky plošných spojov elektronických zariadení na satelitoch môžu mať hrúbku pozlátenia 50u'' alebo dokonca vyššiu, aby odolali rôznym eróziám vo vesmírnom prostredí. V oblasti zdravotníckych zariadení dosky s plošnými spojmi, ako sú kardiostimulátory a zariadenia MRI, tiež používajú hrubé pozlátené vrstvy. Tieto zariadenia súvisia so životom a zdravím pacientov, s takmer prísnymi požiadavkami na spoľahlivosť. Hrubá vrstva pozlátenia môže zabezpečiť stabilitu elektrických spojení a zabrániť poruchám zariadenia spôsobeným koróziou a inými problémami.
3, faktory ovplyvňujúce výber hrúbky pozlátenia PCB
(1) Environmentálne faktory scenárov aplikácie
Ak sa doska plošných spojov bude používať v drsnom prostredí, ako je vysoká teplota, vysoká vlhkosť, silná kyslosť a zásaditosť, na zabezpečenie dostatočnej ochrany je potrebná hrubšia vrstva pozlátenia. Napríklad na doske riadiacich obvodov zariadení na chemickú výrobu je v dôsledku prítomnosti veľkého množstva korozívnych plynov a kvapalín v okolitom prostredí potrebná hrubá vrstva pozlátenia, aby sa zabránilo rýchlej korózii vrstvy pozlátenia a predĺžila sa životnosť dosky plošných spojov. Naopak, v izbovej teplote, suchom a čistom prostredí, ako sú elektronické zariadenia v bežných kancelárskych priestoroch, sú požiadavky na hrúbku pozlátenej vrstvy relatívne nízke.
(2) Požiadavky na prenos signálu
Pre dosky plošných spojov, ktoré prenášajú vysoko{0}}frekvenčné a vysokorýchlostné{1}}signály, je potrebná hrubšia vrstva pozlátenia, aby sa znížila strata signálu a skreslenie. Pretože pri vysokých frekvenciách dochádza v signáli k kožnému efektu a prúd tečie hlavne po povrchu vodiča. Vodivosť vrstvy pokovovania zlata je relatívne vysoká a zvýšenie jej hrúbky môže znížiť odpor prenosovej cesty signálu a znížiť stratu signálu. V prípade serverových základných dosiek s-vysokorýchlostným prenosom dát, aby sa dosiahla rýchlosť prenosu dát niekoľko GB za sekundu, kľúčová signálová časť PCB použije hrubú pozlátenú vrstvu na zabezpečenie integrity signálu.
(3) Úvahy o nákladoch
Hrúbka pozlátenia priamo ovplyvňuje výrobné náklady. Čím väčšia je hrúbka, tým viac zlatého materiálu sa používa a tým vyššie sú náklady. V niektorých produktoch spotrebnej elektroniky citlivých na náklady, ako sú bežné dosky s plošnými spojmi pre nabíjačky mobilných telefónov, sa vyberajú tenšie vrstvy pozlátenia, aby sa čo najviac kontrolovali náklady a zároveň spĺňali základné požiadavky na výkon. V prípade špičkových-produktov s vysokou pridanou hodnotou-pridanej hodnoty, ako sú špičkové{5}}profesionálne fotografické vybavenie, môžu z dôvodu vysokej predajnej ceny a prísnych požiadaviek na výkon akceptovať vyššie náklady, takže na zabezpečenie optimálneho výkonu možno použiť hrubšie vrstvy pozlátenia.
(4) Požiadavky na mechanický výkon
Keď určité časti PCB vyžadujú mechanické vlastnosti, ako je odolnosť proti opotrebeniu a odolnosť voči zástrčkám, ako sú pamäťové sloty, sloty pre grafické karty a iné oblasti zlatých prstov na základných doskách počítača, zvyčajne sa používa technológia galvanického tvrdého zlata a hrúbka pozlátenia sa zväčší. Ak si vezmeme ako príklad pamäťové sloty počítača, používatelia môžu často pripájať a odpájať pamäťové moduly. Hrubší tvrdý zlatý povlak môže účinne zlepšiť odolnosť zlatých prstov proti opotrebovaniu, zabezpečiť dobré elektrické spojenie aj po viacnásobnom vložení a vybratí a znížiť výskyt problémov, ako je zlý kontakt.