печатная плата с иммерсионным золотомЭтот процесс, обладающий превосходными электрическими характеристиками и хорошей паяемостью, стал одним из ключевых процессов повышения качества и надежности печатных плат. Точный контроль стандарта толщины погружения играет решающую роль в обеспечении стабильной работы печатных плат в различных сценариях применения.
Обзор основ технологии погружения в золото
Процесс иммерсионного золота, также известный как иммерсионное золотое химическое никелирование, включает в себя нанесение слоя никеля на медную поверхность печатной платы посредством химического покрытия, а затем погружение слоя золота на поверхность слоя никеля. Слой никеля, как барьерный слой, может предотвратить диффузию между медью и золотом, улучшить адгезию и стабильность слоя золота; Слой золота обеспечивает превосходную проводимость, коррозионную стойкость и свариваемость. Во время работы электронных устройств стабильный слой золота может обеспечить эффективную передачу сигнала, предотвратить сбои линий из-за окисления и коррозии, а также обеспечить долгосрочную-надежную работу электронных устройств.
Основа для установления стандарта толщины погружения в золото
Требования к электрическим характеристикам: Чтобы обеспечить хорошую проводимость, слой золота должен иметь определенную толщину. В сценариях высокочастотной передачи сигнала-более толстый слой золота может снизить сопротивление и скин-эффект при передаче сигнала, тем самым уменьшая потери и искажения сигнала. Например, в печатной плате базовых станций связи 5G, чтобы удовлетворить требованиям высокоскоростной-передачи данных и большой емкости, толщина золотого слоя обычно должна достигать 0,05–0,1 мкм.
Рекомендации по свариваемости: Соответствующая толщина слоя золота является основой надежной сварки. Тонкий слой золота легко растворяется припоем в процессе сварки, что приводит к плохой сварке; Чрезмерная толщина может повлиять на механические свойства паяных соединений и привести к хрупкости паяных соединений. При сварке электронных устройств идеальный эффект сварки может быть достигнут, когда толщина слоя золота составляет 0,02–0,05 мкм, что обеспечивает твердость и хорошую механическую прочность паяного соединения.
Требование к коррозионной стойкости: Золото обладает превосходной коррозионной стойкостью, но когда толщина недостаточна, слой золота может постепенно разрушаться в суровых условиях, таких как влажность, кислотность и щелочность, тем самым обнажая внутренний медный слой и вызывая коррозию. Для печатных плат, работающих в сложных условиях, таких как наружные электронные устройства и промышленное оборудование управления, толщина золотого слоя часто должна достигать 0,1-0,2 мкм, чтобы повысить их долговременную коррозионную стойкость и обеспечить стабильную работу оборудования в суровых условиях.
Требования к толщине в различных сценариях применения
Бытовая электроника, такая как смартфоны, планшеты и т. д., чувствительна к размеру и стоимости печатных плат. Толщина погружения обычно контролируется в пределах 0,02-0,05 мкм, что позволяет удовлетворить требования к электрическим характеристикам, свариваемости и коррозионной стойкости продукта в обычных условиях внутри помещений, одновременно эффективно контролируя затраты. Если взять в качестве примера материнские платы смартфонов, процесс иммерсионного золота в этом диапазоне толщины может обеспечить надежную пайку и долгосрочную стабильную работу микросхем, компонентов и т. д., одновременно отвечая требованиям утончения продукта и контроля затрат.
В области автомобильной электроники автомобильные электронные устройства должны выдерживать сложные рабочие условия, такие как высокая температура, вибрация и влажность, а также предъявлять чрезвычайно высокие требования к надежности печатных плат. Печатная плата блоков управления двигателем, автомобильных развлекательных систем и т. д. обычно имеет толщину золотого слоя 0,05-0,1 мкм. Например, печатная плата ЭБУ длительное время работает в высокотемпературной среде моторного отсека. Подходящая толщина слоя золота может обеспечить стабильную передачу сигнала, предотвратить выход из строя паяных соединений из-за коррозии, вибрации и других факторов, а также обеспечить точное управление и надежную работу двигателя автомобиля.
Аэрокосмическая продукция. Эти изделия требуют максимальной производительности и надежности печатных плат. В электронных системах управления и радиолокационном оборудовании летательных аппаратов требования к толщине погружения более жесткие и обычно составляют 0,1-0,2 мкм. В суровых условиях, таких как экстремальные температуры и сильные электромагнитные помехи, достаточно толстый слой золота может гарантировать, что электрические характеристики печатной платы не пострадают, паяные соединения будут прочными и надежными, а стабильность и точность оборудования при выполнении критических задач в сложных условиях гарантированы.
Контроль и определение толщины погружения
Контроль процесса: в процессе погружения золота точный контроль толщины слоя золота достигается за счет точного контроля таких параметров, как концентрация гальванического раствора, температура, значение pH и время реакции. Современное автоматизированное производственное оборудование может отслеживать и корректировать эти параметры в режиме реального времени, гарантируя, что толщина погружения каждой партии печатных плат является однородной и постоянной. Например, добавление датчика концентрации в раствор для нанесения покрытия может своевременно дополнять реагент в соответствии с изменениями концентрации ионов золота в растворе для нанесения покрытия, поддерживать стабильность раствора для нанесения покрытия и, таким образом, обеспечивать точность толщины слоя покрытия.
Методы обнаружения. Обычные методы обнаружения включают рентгеновский флуоресцентный спектрометр и сканирующий электронный микроскоп. РФА может быстро и неразрушающим образом определить элементный состав и толщину поверхности золотого слоя. Сравнивая со стандартными образцами, можно точно измерить толщину золотого слоя. СЭМ позволяет наблюдать поперечное-сечение печатной платы на микроскопическом уровне, интуитивно измерять толщину слоев золота и никеля и оценивать их межфазное соединение. В ходе производственного процесса регулярный отбор проб печатных плат с использованием этих двух методов позволяет быстро обнаружить отклонения в толщине и обеспечить соответствие качества продукции золотому стандарту толщины при погружении.