PCB'nin yüzey işleme sürecinde daldırma altın ve altın kaplama, PCB yüzeyinin iletkenliğini ve oksidasyon direncini artırabilen, bileşen lehimleme ve temasın güvenilirliğini sağlayan yaygın olarak kullanılan iki tekniktir. Ancak ikisi arasında süreç ilkeleri ve performans özellikleri açısından önemli farklılıklar vardır. Yanlış proses seçilirse standartların altında ürün performansı ve maliyet aşımları gibi sorunlara yol açabilir. Doğru seçimler yapmak için beş temel göstergeyle başlamak gerekir: uygulanabilir senaryolar, yüzey koşulları, birleşik performans, maliyet kontrolü ve sonraki işlemler, ikisi arasındaki temel farkları netleştirin ve trendleri körü körüne takip etmekten veya yalnızca deneyime dayalı kararlar vermekten kaçının.
1, Uygulanabilir senaryolar
Daldırma altın ve altın kaplamanın uygulanabilir senaryoları esas olarak performans özelliklerine göre belirlenir ve ürünün kullanım ortamına ve işlevsel gereksinimlerine göre seçilmesi gerekir.
Daldırma altın işlemi, yüzeydeki düzgün ve ince altın tabakası nedeniyle yüksek sinyal iletim stabilitesi gerektiren senaryolar için daha uygundur. Örneğin, iletişim ekipmanlarındaki ve hassas aletlerdeki baskılı devre kartları, yüzey temas noktalarında (konektör arayüzleri ve test noktaları gibi) uzun bir süre boyunca kararlı iletkenlik gerektirir. Altın kaplama katmanının tekdüze performansı, sinyal iletimi sırasındaki kayıpları azaltır ve zayıf temasın neden olduğu sinyal parazitini önler. Aynı zamanda, biriken altın tabakasının kimyasal stabilitesi güçlüdür ve nem ve yüksek sıcaklık gibi karmaşık ortamlarda kolayca oksitlenmez. Bu nedenle tıbbi elektronik ve endüstriyel kontrol ekipmanları gibi katı güvenilirlik gereksinimleri olan ürünlerde de yaygın olarak kullanılır.
Altın kaplama işlemindeki altın katmanının kalınlığı (genellikle elektrolizle kaplanmış altın anlamına gelir) esnek bir şekilde ayarlanabilir ve yüzey sertliği nispeten yüksektir, bu da onu sık sık yerleştirme ve sürtünme gerektiren temas senaryoları için daha uygun hale getirir. Örneğin, konektörler, düğme temas noktaları ve diğer parçalar, uzun süreli kullanım sırasında-sürekli sürtünmeyle karşı karşıya kalacaktır ve daha kalın bir altın kaplama katmanı aşınmaya karşı direnç gösterebilir ve hizmet ömrünü uzatabilir; Ayrıca akım taşıma kapasitesinin gerekli olduğu bazı senaryolarda (güç modüllerinin iletken kontakları gibi), altın kaplama tabakasının yüksek iletkenlik ve kalın katman özellikleri, akım iletimi sırasında ısı oluşumunu azaltabilir ve devre stabilitesini sağlayabilir. Ancak ürün sık sık sürtünme veya yüksek akım gerektirmiyorsa altın kaplama işlemlerine aşırı güvenmek maliyet israfına neden olabilir.
2, Yüzey durumu
PCB yüzey işleminin temel hedeflerinden biri, sonraki lehimleme veya temas için stabil bir yüzey durumu sağlamaktır. Bu göstergede daldırma altın ile altın kaplama arasındaki fark, ürünün montaj kalitesini doğrudan etkiler.
Altın biriktirme işlemiyle oluşturulan altın katman, pürüzsüz ve düzgün bir yüzeye sahip "kimyasal biriktirmeye" aittir ve altın katman, iğne delikleri veya çizikler gibi neredeyse hiçbir kusur olmadan alttaki nikel katmanına sıkı bir şekilde bağlanır. Bu pürüzsüz yüzey durumu, lehimleme sırasında lehimi eşit şekilde yayabilir, sanal lehimleme ve hatalı lehimleme olasılığını azaltır, özellikle ince aralıklı bileşenlerin lehimlenmesi için uygundur - bileşen pimleri ile PCB pedleri arasındaki temas alanı küçüktür ve yüzey düzgün değilse lehimleme hatasına neden olmak kolaydır. Aynı zamanda, biriken altın katmanının tekdüzeliği, temas noktalarındaki yüzey düzensizliklerinin neden olduğu direnç dalgalanmalarını önleyerek temas direncini daha stabil hale getirir.
Altın kaplama işlemi (elektroliz altın kaplama), "elektrolitik birikim" nedeniyle (özellikle PCB kenarları ve delik duvarları gibi karmaşık alanlarda) yüzeyde hafif bir dokuya veya eşit olmayan kalınlığa sahip olabilir, ancak bu sorun, işlem optimizasyonu yoluyla iyileştirilebilir. Daha da önemlisi, altın kaplama tabakasının sertliği daldırma tabakasına göre daha yüksektir ve yüzey aşınma direnci daha güçlüdür. Uzun süre havaya maruz kalsa bile hafif sürtünmeden dolayı çizik oluşması kolay değildir. Bununla birlikte, altın kaplama prosesi uygun şekilde kontrol edilmezse, aşırı altın tabakasının neden olduğu "altın kırılganlığı" sorununun ortaya çıkabileceği, bunun da kaynak performansını - etkilediği, lehim aşırı bir altın tabakasıyla birleştirildiğinde, lehim bağlantısının mekanik mukavemetini azaltan kırılgan bileşiklerin kolaylıkla üretildiği unutulmamalıdır.
3, Performansı birleştirmek
Depolanan ve altın-kaplanan altın katmanlar doğrudan PCB alt katmanına bağlanmaz, ancak alttaki metal (çoğunlukla nikel katmanı) aracılığıyla bağlanır. İkisi ile alttaki katman arasındaki bağlanma performansındaki fark, PCB'nin uzun-vadeli dayanıklılığını etkiler.
Altın biriktirme işleminde altın katman, kimyasal reaksiyonlar yoluyla nikel katmanının yüzeyine biriktirilir. Altın ve nikel arasındaki bağ, güçlü yapışma ve ince bir altın katman kalınlığına (genellikle 0,1-0,5 mikron) sahip olan ve altın katmanın kendi stresinden dolayı katmanlara ayrılmaya neden olmayan "kimyasal bağlanma"ya aittir. Sonraki sıcaklık döngüsü ve titreşim testlerinde, biriken altın katmanının ayrılmaya veya soyulmaya eğilimli olmaması, onu -40 dereceden 125 dereceye kadar sıcaklık dalgalanmalarına dayanması gereken otomotiv elektroniği gibi yüksek çevresel uyumluluk gereksinimleri olan ürünler için uygun hale getirir. Biriken altın katmanının güçlü yapışması, uzun vadeli stabilite sağlayabilir.
Altın kaplama işleminin altın tabakası, "fiziksel bağlanmaya" ait olan elektroliz yoluyla nikel tabakasının yüzeyinde biriktirilir. Yapışma, akım yoğunluğu ve kaplama süresi gibi işlem parametrelerinden büyük ölçüde etkilenir. Proses parametreleri iyi kontrol edilmezse altın katman ile nikel katman arasında boşluklar oluşabilir ve bu da yüksek sıcaklık, nem değişiklikleri ve diğer çevre koşullarında altın katmanın kolaylıkla soyulmasına neden olabilir. Ancak altın kaplama katmanının kalınlığı talebe göre ayarlanabilir ve daha kalın altın katmanları alttaki nikel katmanı için daha kapsamlı koruma sağlayabilir, nikel oksidasyonu riskini azaltır - özellikle uzun-süreli depolama gerektiren baskılı devre kartlarında, kalın altın kaplama katmanları daha iyi koruyucu etkiye sahiptir.
4, Maliyet kontrolü
Maliyet, yüzey işleme proseslerinin seçiminde önemli bir faktördür ve altın biriktirme ile altın kaplama arasındaki maliyet farkı temel olarak iki açıdan kaynaklanmaktadır: altın katmanının kalınlığı ve prosesin karmaşıklığı.
Daldırma işleminin altın tabakası incedir, birim alan başına kullanılan altın miktarı azdır ve işlem akışı nispeten basittir (elektriğe ihtiyaç yoktur, ekipman yatırımı düşüktür), bu nedenle tek metrekarelik bir PCB'nin daldırma maliyeti genellikle altın kaplamaya göre daha düşüktür. Seri olarak üretilen tüketici elektroniği ürünleri (ev aletleri ve sıradan dijital cihazlar gibi) için PCB kullanımı büyüktür ve daldırma altın işleminin seçilmesi, temel iletkenlik ve oksidasyon direnci gereksinimlerini karşılarken genel maliyetleri de önemli ölçüde azaltabilir. Bununla birlikte, altın biriktirme işlemi yüksek saflıkta kimyasal reaktifler gerektirir. Reaktiflerin uygun şekilde geri dönüştürülmemesi durumunda çevresel maliyetler artabilir ve bu da bazı şirketlerin dikkate alması gereken örtülü bir masraftır.
Altın kaplama işleminde altın tabakası kalın olup, kullanılan altın miktarı, altın biriktirme işlemine göre çok daha fazladır. Buna ek olarak, elektrokaplama işlemi, daha fazla enerji tüketen ve daha yüksek işlem karmaşıklığına sahip olan (akım, sıcaklık, pH değeri vb. gibi birden fazla parametrenin kontrolünü gerektiren) özel ekipman (elektrokaplama tankları ve redresörler gibi) gerektirir. Bu nedenle maliyeti altın biriktirme maliyetinden çok daha yüksektir. Genellikle, altın kaplama teknolojisi yalnızca üst düzey konektörler ve endüstriyel kontrol ekipmanının anahtar kontakları gibi açık performans gereksinimleri (sık sık takma ve çıkarma, yüksek akım gibi) - {-} olan senaryolarda seçilir. "Yükseltmek" için körü körüne altın kaplamayı seçmek, önemli maliyet aşımlarına yol açabilir ve sonuç olarak ürünün maliyet-etkinliğini azaltabilir.
5, Sonraki işlemler
PCB'nin yüzey işlemi tamamlandıktan sonra lehimleme ve montaj gibi sonraki işlemlerden geçmesi gerekir. Daha sonraki işlemlerde daldırma ve altın kaplama arasındaki uyumluluk, üretim verimliliğini ve ürün verimini doğrudan etkiler.
Daldırma altın işleminin yüzey durumu stabildir ve kaynak sırasında herhangi bir özel işleme gerek yoktur. Lehimin iyi ıslatma özellikleri vardır ve otomatik kaynak üretim hatları için uygundur. Aynı zamanda daldırma altın tabakasının kimyasal stabilitesi de güçlüdür. PCB, montajdan önce bir süre (1-3 ay gibi) depolansa bile, yüzey oksitlenmeyecek ve yeniden işleme gerek kalmadan doğrudan kaynak yapılabilecek, böylece yeniden işleme maliyetleri azalacaktır.
Altın kaplama teknolojisinin sonraki işlemlerinin uyarlanabilirliğinin vaka bazında tartışılması gerekir: kaynak gerektiren senaryolar için, altın katmanı çok kalınsa, "altından arındırma" işleminin (mikro aşındırma gibi) kaynaktan önce yapılması gerekir, aksi takdirde lehim bağlantılarının kırılganlaşmasına neden olmak ve işlem karmaşıklığını artırmak kolaydır; Ancak kaynak gerektirmeyen ve yalnızca temas (konektör kontakları gibi) için kullanılan senaryolar için, altın kaplama katmanının yüksek aşınma direnci, sonraki montaj sırasındaki aşınmayı azaltır ve bunun yerine işleme verimliliğini artırır. Ayrıca altın kaplama işleminde altın katmanının eşit olmayan kalınlığı temas direncinde dalgalanmalara neden olabilir. Sonraki test sürecinde, her temas noktasının performansının standardı karşıladığından emin olmak için bir temas direnci algılama adımı eklemek gerekir; bu da belirli işlem maliyetlerini artıracaktır.