W procesie obróbki powierzchni PCB, złocenie zanurzeniowe i złocenie to dwie szeroko stosowane techniki, które mogą poprawić przewodność i odporność powierzchni PCB na utlenianie, zapewniając niezawodność lutowania i styku komponentów. Istnieją jednak znaczne różnice w zasadach procesu i charakterystyce wydajności między nimi. Wybranie niewłaściwego procesu może prowadzić do problemów, takich jak niska jakość produktu i przekroczenie kosztów. Aby dokonać trafnych wyborów, należy zacząć od pięciu kluczowych wskaźników: mających zastosowanie scenariuszy, stanu powierzchni, łącznej wydajności, kontroli kosztów i późniejszego przetwarzania, wyjaśnić podstawowe różnice między nimi i unikać ślepego podążania za trendami lub podejmowania decyzji wyłącznie w oparciu o doświadczenie.
1, Obowiązujące scenariusze
Odpowiednie scenariusze złocenia zanurzeniowego i złocenia są zasadniczo określone na podstawie ich właściwości użytkowych i należy je wybrać w oparciu o środowisko użytkowania produktu i wymagania funkcjonalne.
Proces złota zanurzeniowego jest bardziej odpowiedni w scenariuszach, które wymagają wysokiej stabilności transmisji sygnału ze względu na jednolitą i cienką warstwę złota na powierzchni. Na przykład płytki drukowane w sprzęcie komunikacyjnym i instrumentach precyzyjnych wymagają stabilnej przewodności w punktach styku na powierzchni (takich jak interfejsy złączy i punkty testowe) przez długi okres czasu. Jednolite działanie warstwy osadzania złota zmniejsza straty podczas transmisji sygnału i pozwala uniknąć zakłóceń sygnału spowodowanych słabym kontaktem. Jednocześnie stabilność chemiczna osadzonej warstwy złota jest silna i nie ulega ona łatwo utlenieniu w złożonych środowiskach, takich jak wilgotność i wysoka temperatura. Dlatego jest również powszechnie stosowany w produktach o rygorystycznych wymaganiach dotyczących niezawodności, takich jak elektronika medyczna i przemysłowy sprzęt kontrolny.
Grubość warstwy złota w procesie złocenia (zwykle odnosi się do złota galwanicznego) można elastycznie regulować, a twardość powierzchni jest stosunkowo wysoka, co czyni ją bardziej odpowiednią do scenariuszy kontaktowych, które wymagają częstego wkładania i tarcia. Na przykład złącza, styki przycisków i inne części podczas długotrwałego-użytkowania będą narażone na powtarzające się tarcie, a grubsza warstwa złota może wytrzymać zużycie i wydłużyć żywotność; Ponadto w niektórych scenariuszach, w których wymagana jest obciążalność prądowa (np. przewodzące styki modułów mocy), wysoka przewodność i właściwości grubowarstwowe warstwy złocenia mogą zmniejszyć wytwarzanie ciepła podczas przesyłania prądu i zapewnić stabilność obwodu. Jeśli jednak produkt nie wymaga częstego tarcia lub wysokiego prądu, nadmierne poleganie na procesach złocenia może skutkować stratą kosztów.
2, Stan powierzchni
Jednym z głównych celów obróbki powierzchni PCB jest zapewnienie stabilnego stanu powierzchni do późniejszego lutowania lub kontaktu. Różnica między złotem zanurzeniowym a złoceniem w tym wskaźniku wpływa bezpośrednio na jakość montażu produktu.
Warstwa złota utworzona w procesie osadzania złota należy do „osadzania chemicznego” o gładkiej i jednolitej powierzchni, a warstwa złota jest ściśle związana z leżącą pod spodem warstwą niklu, prawie bez wad, takich jak dziurki czy zadrapania. Ten gładki stan powierzchni umożliwia równomierne rozprowadzenie lutu podczas lutowania, zmniejszając prawdopodobieństwo lutowania pozornego i fałszywego, szczególnie nadaje się do lutowania elementów o drobnej podziałce - powierzchnia styku między stykami elementu a podkładkami PCB jest mała, a jeśli powierzchnia jest nierówna, łatwo jest spowodować awarię lutowania. Jednocześnie równomierność osadzonej warstwy złota sprawia, że rezystancja styku jest bardziej stabilna, co pozwala uniknąć wahań rezystancji spowodowanych nieregularnościami powierzchni w punktach styku.
W procesie złocenia (złacanie galwaniczne) może występować niewielka tekstura lub nierówna grubość na powierzchni ze względu na „osadzanie elektrolityczne” (szczególnie w skomplikowanych obszarach, takich jak krawędzie PCB i ścianki otworów), ale problem ten można rozwiązać poprzez optymalizację procesu. Co ważniejsze, twardość warstwy złocenia jest wyższa niż warstwy zanurzeniowej, a odporność na zużycie powierzchni jest silniejsza. Nawet jeśli jest wystawiony na działanie powietrza przez długi czas, nie jest łatwo spowodować zarysowania z powodu lekkiego tarcia. Należy jednak zwrócić uwagę, że jeśli proces złocenia nie będzie odpowiednio kontrolowany, może pojawić się problem „kruchości złota” spowodowanej nadmierną warstwą złota, co z kolei wpływa na wydajność spawania - gdy lut zostanie połączony z nadmierną warstwą złota, łatwo powstają związki kruche, zmniejszające wytrzymałość mechaniczną złącza lutowniczego.
3, Łączenie wydajności
Warstwy złota osadzone i pozłacane-nie są bezpośrednio przymocowane do podłoża PCB, ale są połączone poprzez znajdujący się pod spodem metal (głównie warstwę niklu). Różnica w wydajności wiązania między nimi a warstwą leżącą poniżej wpływa na długoterminową-trwałość płytki drukowanej.
W procesie osadzania złota warstwa złota osadza się na powierzchni warstwy niklu w wyniku reakcji chemicznych. Wiązanie złota z niklem należy do „wiązania chemicznego”, charakteryzującego się silną adhezją i cienką warstwą złota (zwykle 0,1-0,5 mikrona), która nie spowoduje rozwarstwienia pod wpływem naprężeń samej warstwy złota. W kolejnych testach zmiany temperatury i wibracji osadzona warstwa złota nie jest podatna na odwarstwianie ani łuszczenie się, dzięki czemu nadaje się do produktów o wysokich wymaganiach w zakresie przystosowania się do środowiska, takich jak elektronika samochodowa, które muszą wytrzymać wahania temperatury od -40 stopni do 125 stopni. Silna przyczepność osadzonej warstwy złota może zapewnić długoterminową stabilność.
Warstwa złota powstająca w procesie złocenia osadza się na powierzchni warstwy niklu poprzez elektrolizę, która należy do „wiązania fizycznego”. Na przyczepność duży wpływ mają parametry procesu, takie jak gęstość prądu i czas powlekania. Jeżeli parametry procesu nie są dobrze kontrolowane, pomiędzy warstwą złota a warstwą niklu mogą występować szczeliny, co może łatwo prowadzić do złuszczania się warstwy złota pod wpływem wysokiej temperatury, zmian wilgotności i innych warunków środowiskowych. Jednakże grubość warstwy złocenia można regulować w zależności od zapotrzebowania, a grubsze warstwy złota mogą zapewnić bardziej kompleksową ochronę znajdującej się pod spodem warstwy niklu, zmniejszając ryzyko utleniania niklu - szczególnie w przypadku płytek obwodów drukowanych, które wymagają-długiego przechowywania. Grube warstwy złocenia zapewniają lepsze działanie ochronne.
4, Kontrola kosztów
Koszt jest ważnym czynnikiem branym pod uwagę przy wyborze procesów obróbki powierzchni, a różnica w kosztach między osadzaniem złota a złoceniem wynika głównie z dwóch aspektów: grubości warstwy złota i złożoności procesu.
Warstwa złota w procesie zanurzenia jest cienka, ilość złota zużyta na jednostkę powierzchni jest niewielka, a przebieg procesu jest stosunkowo prosty (nie ma potrzeby stosowania prądu, niskie inwestycje w sprzęt), więc koszt zanurzenia płytki PCB o pojedynczym metrze kwadratowym jest zwykle niższy niż w przypadku złocenia. W przypadku-produkowanych masowo produktów elektroniki użytkowej (takich jak sprzęt gospodarstwa domowego i zwykłe urządzenia cyfrowe) wykorzystanie PCB jest duże, a wybór procesu złota zanurzeniowego może znacznie obniżyć koszty ogólne, spełniając jednocześnie podstawowe wymagania dotyczące przewodności i odporności na utlenianie. Jednak proces osadzania złota wymaga dużej czystości odczynników chemicznych. Jeśli odczynniki nie zostaną odpowiednio poddane recyklingowi, może to zwiększyć koszty środowiskowe, co jest również ukrytym wydatkiem, który niektóre firmy muszą wziąć pod uwagę.
Warstwa złota w procesie złocenia jest gruba, a ilość użytego złota jest znacznie większa niż w przypadku osadzania złota. Ponadto proces galwanizacji wymaga specjalistycznego sprzętu (takiego jak wanny galwaniczne i prostowniki), który zużywa więcej energii i charakteryzuje się większą złożonością procesu (wymaga kontroli wielu parametrów, takich jak prąd, temperatura, wartość pH itp.). Dlatego koszt jest znacznie wyższy niż w przypadku osadzania złota. Zwykle technologię złocenia wybiera się tylko w scenariuszach, w których obowiązują jasne wymagania dotyczące wydajności (takie jak częste podłączanie i odłączanie, wysoki prąd) - jak-wysokiej klasy złącza i kluczowe styki przemysłowego sprzętu sterującego. Ślepy wybór złocenia w celu „ulepszenia” może prowadzić do znacznego przekroczenia kosztów i ostatecznie zmniejszyć-efektywność produktu.
5, Późniejsze przetwarzanie
Po zakończeniu obróbki powierzchni PCB, musi ona jeszcze przejść kolejne procesy, takie jak lutowanie i montaż. Zgodność pomiędzy zanurzeniem a złoceniem w późniejszym przetwarzaniu wpływa bezpośrednio na wydajność produkcji i wydajność produktu.
Stan powierzchni w procesie złota zanurzeniowego jest stabilny i podczas spawania nie jest wymagana żadna specjalna obróbka. Lut ma dobre właściwości zwilżające i nadaje się do zautomatyzowanych linii produkcyjnych spawalniczych. Jednocześnie stabilność chemiczna warstwy złota zanurzeniowego jest silna. Nawet jeśli płytka PCB będzie przechowywana przez pewien czas (na przykład 1-3 miesiące) przed montażem, powierzchnia nie utleni się i będzie można ją bezpośrednio zespawać bez ponownej obróbki, co zmniejszy koszty przeróbek.
Możliwość dostosowania późniejszej obróbki technologii złocenia należy omówić indywidualnie dla każdego przypadku: w scenariuszach wymagających spawania, jeśli warstwa złota jest zbyt gruba, przed spawaniem należy przeprowadzić obróbkę „odzłotania” (np. mikrotrawienie), w przeciwnym razie łatwo jest spowodować kruchość połączeń lutowniczych i zwiększyć złożoność procesu; Jednak w przypadku scenariuszy, które nie wymagają spawania i są używane wyłącznie do styku (takich jak styki złączy), wysoka odporność na zużycie warstwy złocenia zmniejsza zużycie podczas późniejszego montażu, a zamiast tego poprawia wydajność przetwarzania. Dodatkowo nierówna grubość warstwy złota w procesie złocenia może powodować wahania rezystancji styków. W kolejnym procesie testowania konieczne jest dodanie etapu wykrywania rezystancji styku, aby upewnić się, że wydajność każdego punktu styku spełnia normę, co również zwiększy pewne koszty przetwarzania.