W produkcji płytek drukowanych procesy obróbki powierzchni bezpośrednio wpływają na niezawodność przewodności, odporność na korozję i żywotność płytek drukowanych, wśród których powszechnie stosowane są osadzanie złota i natryskiwanie cyną. W obliczu pytania, „który proces jest trwalszy”, należy zacząć od zasady procesu i cech strukturalnych, w połączeniu z wymiarami rdzenia, takimi jak odporność na erozję środowiskową, zużycie mechaniczne i stabilność przewodności, aby wyciągnąć obiektywny wniosek. - Ogólnie rzecz biorąc, trwałość procesu złota zanurzeniowego jest lepsza, zwłaszcza w-długim czasie użytkowania i złożonych środowiskach, co ma znaczne zalety, podczas gdy proces natryskiwania cyną ma pewną praktyczność w określonych scenariuszach.
Który jest trwalszy, proces złota zanurzeniowego lub cyny natryskowej
1, Zasada procesu i cechy strukturalne: „wrodzony fundament” trwałości
Aby porównać trwałość, należy najpierw wyjaśnić podstawowe różnice między tymi dwoma procesami: osadzanie złota to metoda osadzania chemicznego, która tworzy jednolitą i gęstą warstwę złota na powierzchni miedzianej folii PCB, a pod warstwą złota zwykle znajduje się warstwa niklu jako „bariera” (warstwa kompozytowa niklowo-złotowa); Natryskiwanie cyną to proces nakładania stopionego stopu cyny i ołowiu (lub-bezołowiowego stopu cyny) na powierzchnię folii miedzianej przy użyciu technologii wyrównywania gorącym powietrzem, tworząc warstwę stopu cyny. Struktura tej warstwy polega na tym, że warstwa cyny jest bezpośrednio połączona z folią miedzianą, bez pośredniej warstwy barierowej.
Z punktu widzenia właściwości strukturalnych „warstwa kompozytowa złota niklowego” powstająca w procesie osadzania złota ma nieodłączne zalety: właściwości chemiczne złota są stabilne i niełatwo reagują z powietrzem i wilgocią, podczas gdy warstwa niklu może skutecznie izolować folię miedzianą od warstwy złota, unikając dyfuzji atomów miedzi do warstwy złota i wpływając na przewodność, jednocześnie zwiększając siłę wiązania między warstwą złota a folią miedzianą; Chociaż warstwa cyny w procesie cyny natryskowej może chronić folię miedzianą, aktywność chemiczna cyny jest wyższa niż złota i nie ma pośredniej warstwy barierowej. Długotrwałe stosowanie może łatwo doprowadzić do wzajemnej rozpuszczalności miedzi i cyny, co skutkuje zmniejszeniem stabilności strukturalnej powierzchni. Ta „wrodzona różnica strukturalna” kładzie podwaliny pod różnicę w trwałości między nimi.
2, Odporność na erozję środowiska: Tonące złoto jest bardziej odporne na „surowe testy”
Podczas użytkowania płytek PCB nieuniknione jest występowanie erozji spowodowanej powietrzem, wilgocią i substancjami chemicznymi (takimi jak pot i pył przemysłowy). Odporność na korozję to kluczowy wskaźnik pomiaru trwałości. - Jest to podstawowa zaleta procesu zanurzania złota.
Proces tonącego złota:-korozja „doskonały student”
Złoto w warstwie zanurzeniowej charakteryzuje się wyjątkowo silną obojętnością chemiczną i nawet w środowiskach o dużej wilgotności i mgle solnej (takich jak przemysłowe urządzenia sterujące, zewnętrzne stacje bazowe komunikacji) nie ulega łatwo utlenieniu, zardzewieniu ani skorodowanym miejscom; Warstwa niklu dodatkowo zwiększa odporność na korozję, co może zapobiegać wnikaniu szkodliwych substancji do folii miedzianej i zapobiegać korozji folii miedzianej i powodowaniu przerwania obwodu. W praktycznych zastosowaniach płytka drukowana wykorzystująca technologię złota immersyjnego może zachować płaską powierzchnię bez śladów utlenienia i prawie bez pogorszenia przewodności nawet po długotrwałym-wystawieniu na działanie wilgotnego środowiska.
Proces natryskiwania cyny: odporność na korozję na „poziomie linii przechodzącej”
Chociaż warstwa cyny powstająca w procesie natryskiwania cyny może tymczasowo chronić folię miedzianą, cyna jest podatna na tworzenie się warstwy tlenku (tj. „rdzy cynowej”) w powietrzu, szczególnie w środowiskach o dużej wilgotności, gdzie szybkość utleniania przyspiesza; W przypadku wystawienia na działanie substancji kwaśnych lub zasadowych, takich jak pot lub gazy odlotowe z przemysłu, warstwa cyny może ulec reakcjom chemicznym, powodując korozję i łuszczenie się. Co ważniejsze, w natryskiwanej warstwie cyny nie ma pośredniej warstwy barierowej. Gdy w warstwie cyny pojawią się małe pęknięcia, szkodliwe substancje z zewnątrz zetkną się bezpośrednio z folią miedzianą, powodując szybką korozję i wpływając na przewodność płytki drukowanej. Na przykład płytki drukowane wykorzystujące technologię natryskiwania cyny w domowych urządzeniach elektronicznych mogą powodować problemy, takie jak utlenianie połączeń lutowniczych i słaby kontakt, jeśli są wystawione na działanie wilgotnego środowiska przez długi czas, co może skrócić żywotność sprzętu.
3, Odporność na zużycie mechaniczne: Tonące złoto jest bardziej odporne na „zużycie fizyczne”
Podczas procesu montażu i transportu płytki drukowanej powierzchnia podlega wpływom mechanicznym, takim jak wkładanie i wyjmowanie, tarcie (takie jak kontakt narzędzia podczas wkładania i montażu złącza), a odporność na zużycie mechaniczne bezpośrednio wpływa na jej „odporność na zużycie” - Proces zanurzania złota jest również bardziej korzystny w tym wymiarze.
Proces tonącego złota:-odporna na zużycie „twarda bariera”
Chociaż twardość złota w warstwie zanurzeniowej nie jest wyjątkowo wysoka, twardość warstwy niklu jest znacznie wyższa niż twardość warstwy cyny, a ogólna „warstwa kompozytowa ze złota niklowego” ma dobrą wytrzymałość mechaniczną. W sytuacjach takich jak podłączanie i odłączanie złączy oraz niewielkie tarcie, pozłacana-warstwa jest mniej podatna na zarysowania i łuszczenie się oraz może zachować integralność powierzchni przez długi czas; Nawet pod pewnymi wpływami zewnętrznymi warstwa niklu może buforować ciśnienie i zapobiegać bezpośredniemu uszkodzeniu warstwy złota. Na przykład w przypadku płytek drukowanych interfejsu USB, które są często podłączane i odłączane, stopień zużycia powierzchni jest znacznie wolniejszy niż w przypadku procesu natryskiwania cyny przy zastosowaniu technologii złota zanurzeniowego, a żywotność interfejsu można kilkakrotnie wydłużyć.
Proces natryskiwania cyną:-odporna na zużycie „miękka krótka deska”
Stop cyny natryskiwany cyną ma niższą twardość i bardziej miękką teksturę oraz jest podatny na zadrapania, wgniecenia, a nawet łuszczenie się pod wpływem działania mechanicznego. Na przykład, jeśli narzędzie przypadkowo zarysuje powierzchnię spryskaną cyną podczas procesu montażu, prawdopodobnie spowoduje to odklejenie się warstwy cyny, odsłaniając znajdującą się poniżej folię miedzianą; Częste podłączanie i odłączanie interfejsów złączy może prowadzić do szybkiego ścieńczenia powłoki cynowej na skutek zużycia, co skutkuje odsłonięciem folii miedzianej, utlenianiem i ostatecznie słabym kontaktem. Ta „łatwa w noszeniu” cecha znacznie zmniejsza trwałość płytek drukowanych wytwarzanych technologią natryskiwania cyny w scenariuszach wymagających częstych operacji mechanicznych.
4. Stabilność przewodząca: tonące złoto zapewnia długoterminową-niezawodność
Trwałość oznacza nie tylko brak uszkodzeń, ale także brak pogorszenia wydajności. - Stabilność przewodności jest podstawą długotrwałego-niezawodnego działania płytki drukowanej i pod tym względem proces złocenia nadal ma przewagę.
Proces tonącego złota: przewodzący „stabilny jak skała”
Złoto osadzone w warstwie złota ma doskonałą przewodność i stabilne właściwości chemiczne, a podczas długotrwałego-użytkowania nie zwiększa odporności na skutek utleniania lub korozji; Warstwa niklu może zapobiegać wzajemnemu rozpuszczaniu się miedzi i cyny, unikając dyfuzji atomów miedzi na powierzchnię i wpływając na przewodność. Dlatego płytki drukowane wykorzystujące technologię złota zanurzeniowego mogą utrzymać stabilną rezystancję powierzchniową przez długi czas, a nawet po latach użytkowania ich przewodność pozostaje prawie niezmieniona, co czyni je szczególnie przydatnymi w scenariuszach wymagających wysokiej stabilności przewodności, takich jak precyzyjne instrumenty i-sprzęt komunikacyjny o wysokiej częstotliwości.
Proces natryskiwania cyną: przewodzący „łatwy do wahań”
Chociaż cyna natryskiwana na warstwę cyny ma pewną przewodność, podczas długotrwałego-użytkowania jest podatna na tworzenie się warstw tlenków, co prowadzi do wzrostu rezystancji powierzchniowej; Tymczasem zjawisko wzajemnej rozpuszczalności miedzi i cyny będzie stopniowo zwiększać zawartość miedzi w warstwie cyny, co dodatkowo wpłynie na przewodność. Na przykład na płytce drukowanej wykorzystującej technologię natryskiwania cyny mogą wystąpić problemy, takie jak zwiększona rezystancja lutowania i tłumienie transmisji sygnału po 1-2 latach użytkowania. W przypadku obwodów o wysokiej precyzji, takich jak obwody pozyskiwania sygnału czujnika, te wahania wydajności mogą prowadzić do zwiększonych błędów pomiarowych, a nawet nieprawidłowego działania sprzętu.
5, Wyjątek od scenariuszy specjalnych: praktyczność procesu natryskiwania cyny
Chociaż proces zanurzania w złocie ma lepszą ogólną trwałość, proces w cynie natryskowej nadal ma pewną wartość w określonych scenariuszach i nie jest „całkowicie bezużyteczny” -, co odzwierciedla się głównie w „niskim koszcie” i „specyficznych potrzebach spawalniczych”.
W scenariuszach, w których trwałość nie jest wysokim wymaganiem, a środowisko użytkowania jest łagodne (takie jak zwykłe domowe urządzenia elektroniczne i jednorazowe produkty elektroniki użytkowej), koszt procesu natryskiwania cyną jest znacznie niższy niż w przypadku złota immersyjnego i może spełnić podstawowe wymagania w zakresie przewodności i ochrony; Ponadto stop cyny w warstwie cyny natryskowej ma niższą temperaturę topnienia, a w tradycyjnym procesie lutowania na fali spawalność jest lepsza niż w przypadku złota zanurzeniowego (lutowanie złotem zanurzeniowym wymaga kontroli temperatury, aby uniknąć nadmiernej reakcji pomiędzy warstwą złota a lutem). Należy jednak zaznaczyć, że w takich scenariuszach żywotność płytki drukowanej wyprodukowanej metodą natryskiwania cyny jest zwykle krótsza i wynosi zwykle 1-3 lata, natomiast żywotność płytki drukowanej wyprodukowanej metodą złocenia może sięgać 5-10 lat lub nawet dłużej.