Иммерсионное золото на печатных платах что это

Что такое иммерсионное золото на печатных платах?

Иммерсионное золото считается одним из самых популярных вариантов для обработки покрытий печатных плат. Сегодня мы решили рассказать о том, что это за метод и почему он стал настолько популярным.

Золотое иммерсионное покрытие

Процедура химического осаждения с применением иммерсионного золота получила широкую востребованность. При использовании данного метода, на медное покрытие платы наносят металлическое паяемое покрытие. Оно появляется по ходу реакции окисления-восстановления.

В чём необходимость данного типа покрытия?

В большинстве для печатных плат используется красная медь. Она подлежит окислению при нахождении на открытом воздухе. В результате получаем низкую проводимость, что ведёт к огромному поглощению олова либо отсутствию контакта. Отсюда следует снижение показателя производительности.

Чтобы избежать таких последствий и используют иммерсионное покрытие золотом. Оно отлично защищает медь от воздействия воздуха и других факторов, предотвращая процесс окисления.

Плюсы метода

Если говорить о преимуществах золота на печатных платах, то прежде всего потребуется выделить следующие пункты.

1. Данный тип покрытия обладает ярким цветом, а также внешне выглядит достаточно привлекательно.
2. Кристаллическая структура, создающаяся благодаря применению иммерсионного золота предельно проста в сварке в сравнении с прочими вариантами обработки покрытий печатных плат. Кроме того, она обладает более улучшенными характеристиками и высоким качеством.
3. Сигнал останется неизменным, т.к. на плате с таким покрытием имеется исключительно никель и золото.
4. Золото обладает стабильностью в плане своих свойств, а также очень плотной кристаллической структурой, что сводит к минимальной отметке вероятность окисления.
5. Плотность соединения паяльной маски на схеме с медным слоем предотвращает риски микрокоротких замыканий.
6. Применяя иммерсионное золото становится возможным без проблем держать под контролем показатель напряжения погружной пластины.

Когда использовать метод?

Чаще всего иммерсионное золото для печатных плат используется в таких случаях.

1. На доске имеются золотые пальцы, на которые нужно нанести золотое покрытие, но все области за их исключением могут быть погружены в золото. Однако, здесь нужно учитывать тот факт, что когда золотые пальцы будут регулярно вставляться и отслаиваться, то качество соединения может быть плохим.
2. При маленькой ширине линии платы либо небольшой дистанции между площадкам. Здесь обработка оловом является плохой затеей. Ведь её не только сложно выполнить, но и будет существовать высокий риск коротких замыканий.

Иммерсионное золото по праву считается отличным вариантом для покрытия плат. Однако, выделяется и один минус. Речь идёт о довольно высокой стоимости данного способа. Правда, широкий список преимуществ нивелирует данный минус. Да и как показывает практика, использование данного покрытия полностью окупает себя и на все 100% оправдывает высокую стоимость ввиду высоких показателей качества.

Финишные покрытия печатных плат

Облуживание с выравниванием воздушным ножом (HASL, горячее лужение)

Покрытие HASL – это преобладающее в промышленности финишное покрытие контактных площадок. Процесс заключается в погружении печатной платы и её выдерживание в течение некоторого времени в расплаве оловянно-свинцового или бессвинцового припоя. После выдерживания платы в припое его излишки удаляются «воздушным ножом» – потоком горячего воздуха, продуваемого через отверстия и по всей поверхности платы.

С точки зрения производителя печатных плат процесс HASL дорог и трудоемок в обслуживании, не говоря о повышенной угрозе здоровью и безопасности.

С точки зрения процесса сборки печатных узлов (ПУ) данное покрытие имеет множество преимуществ. Такие платы самые дешевые из предлагаемых на рынке, а финишное покрытие сохраняет паяемость после нескольких циклов оплавления, отмывки и хранения.

Одним из главных недостатков покрытия является некопланарность контактных площадок. Этот недостаток вызван тем, что из-за сил поверхностного натяжения, действующих в расплавленном припое, он по-разному сдувается с площадок, расположенных параллельно и перпендикулярно линии воздушных ножей. Особенно явно это проявляется на контактных площадках с малым шагом.

Покрытие HASL хорошо работало в течение многих лет, однако с приходом более безопасных для окружающей среды («зеленых») техпроцессов, дни его оказались сочтены. Кроме перехода на бессвинцовые технологии, усложнение печатных плат и применение компонентов с малым шагом выводов привели к ограничениям в использовании такого финишного покрытия.

Характеристики финишных покрытий

Толщина подслоя Ni 3-5 мкм, слоя Au — минимум 0,05мкм.

Преимущества

1. Высокая планарность поверхности, равномерность толщины покрытия
2. Хорошо подходит для SMD компонентов с шагом менее 0,5 мм и BGA
3. Хорошая паяемость

Недостатки

1. Относительно высокая стоимость покрытия
2. Возможны эффекты «черной площадки»
3. Подходит не для всех СВЧ применений
4. Требуются специальные условия хранения плат
5. Ограниченный срок хранения (около 6 мес.)

С параметрами финишных покрытий, используемых на производстве Резонит вы можете ознакомиться в разделе Технологические возможности производства.
Расчет стоимости финишных покрытий представлен в Прайс-листе.

Иммерсионное золочение

Иммерсией в химической науке называют процесс восстановления металлов из раствора на отрицательно заряженных поверхностях. Во время иммерсии атомы металла данной поверхности замещаются частицами металла, находящимися в растворе. Иммерсия стала популярным способом нанесения сверхтонкого слоя одного металла на другой. Классическим примером иммерсии может служить иммерсионное золочение.
Иммерсионное золочение используется, когда нужно получить золотое покрытие на радиоэлектронных компонентах: печатных платах, корпусах микросхем, любых небольших по размеру деталей. Процесс золочения состоит в замещении металла, являющегося покрытием печатной платы на золото. Обычно при иммерсионном золочении золото напыляется на покрытие химическим никелем. Толщина покрытия растет до того момента, когда вся обрабатываемая поверхность не покроется золотом. Как только это происходит, реакция прекращается. Методом иммерсионного золочения создают покрытия толщиной до 0,2 мкм золотом в 24 карата. Приведем рецепт электролита, используемого и для обычного иммерсионного золочения, и для комбинации иммерсионного и химического методов золочения.
Финишные покрытия, получившиеся в результате иммерсионного золочения, обладают малой пористостью. Кроме того у них самые лучшие параметры по паяемости и хорошая развариваемость, что дает возможность неоднократно проводить пайку и обеспечивает паяемость после долгого хранения. Помимо этого, площадки контактов, покрытые иммерсионным золотом, лежат в одной плоскости, что имеет большое значение при выполнении монтажа радиодеталей с коротким шагом выводов. Процедура нанесения иммерсионного покрытия достаточно сложна. Требуется чистая медная поверхность, где нет паяльной маски. Стоимость процесса выше, стоимости других видов покрытий. Но несмотря на все это, иммерсионное покрытие хорошо воспринимается пользователями печатных плат, поэтому, несмотря на дорогую цену, покрытие широко распространено в печатных платах повышенной сложности, произведенных по технологии без применения свинца. Время процесса в зависимости от требуемой толщины слоя колеблется от пяти секунд до нескольких минут. Материалом для ванны в случае иммерсионного золочения служит, как правило, стекло или сталь.

Рецепт электролита для иммерсионного золочения:
• Калий железосинеродистый — 15 грамм/литр
• Натрия фосфат — 7,5 грамм/литр
• Калия карбонат — 4 грамм/литр
• Золото — 1,2 грамм/литр
• Натрия сульфат — 0,15 грамм/литр

Осаждение происходит со скоростью 1,5 мкм/час. Температура электролита составляет 70оС.

ENIG — химический никель/иммерсионное золото
ENIG напыление это тончайшая золотая пленка, напыляемая на слой никеля (4 – 5 мкм). Золотой слой является отличным финишным покрытием, так как обладает хорошей растворяемостью в припое, не тускнеет, не окисляется. История ENIG-процесса началась в 90-х с целью найти альтернативу покрытию HASL, дающую большую копланарность, с сохранением уровня паяемости.
Иммерсионное золото может быть нанесено либо на чистую медь без никелирования, либо на медь, никелированную химическим методом. Слой золотого напыления обеспечивает высокую паяемость и защищает никель от коррозии, благодаря ровному нанесению и малой пористости. Никель в этой комбинации металлов является преградой между золотом и медью, не давая им взаимно диффундировать и предотвращая окисление меди. Отличная адгезия иммерсионного золота к никелевому слою, позволяет наносить его как до, так и после паяльной маски.
По требованиям стандарта, рекомендуется толщина никелевого слоя от 2,5 до 5,0 мкм, а слой иммерсионного золота должен составлять от 0,08 до 0,23 мкм.
Надо сказать, что большая часть металлов, которые наносятся на подложку электрохимическим и химическим методами, годятся для выполнения бессвинцовой пайки, но достаточной долговечностью они не отличаются. Срок их службы обычно не превышает полугода. Свойства материалов, нанесенных иммерсионным методом с течением времени ухудшаются. Иммерсионное золочение имеет негативные процессы во влажной среде или при увеличении температуры. Следует избегать физических контактов со слоем, нанесенным иммерсионным способом во избежание ухудшения паяемости.

Главная |

Декоративная штукатурка стен |

Золочение лепнины |

Патинирование |

Художественная роспись стен |

Цены |

Контакты |

Статьи |

Галерея