אצבעות זהב pcbנושאים במשימת המפתח של שידור וחיבור אותות, והביצועים שלהם משפיעים ישירות על היציבות והאמינות של הציוד. לכן, לבחירת התהליך המתאים יש חשיבות מכרעת לייצור אצבעות זהב.
1, טכנולוגיית PCb זהב נפוצה
(1) תהליך חילול זהב ניקל
עקרון התהליך: באמצעות עקרונות אלקטרוכימיים, ה-PCB ממוקם כקתודה בתמיסת ציפוי אלקטרוני המכילה מלחי ניקל וזהב. תחת פעולת זרם ישר, יוני ניקל מצטמצמים לראשונה ומשקעים באזור אצבע הזהב על פני ה-PCB, ויוצרים שכבת ניקל. שכבת הניקל לא רק משפרת את כוח ההדבקה בין שכבת הזהב למצע הנחושת, אלא גם מספקת תמיכה חזקה לשכבת הזהב העוקבת בשל הקשיות הגבוהה שלה. לאחר מכן, יוני זהב ממשיכים להצטמצם ולהפקיד על פני שכבת הניקל, ובסופו של דבר יוצרים ציפוי משטח אצבע זהב עם ביצועים מצוינים.
יתרונות התהליך: בדרך כלל משתמשים באצבעות זהב בחלקי חיבור הדורשים החדרה וחילוץ תכופים. הציפוי שנוצר על ידי טכנולוגיית ציפוי זהב ניקל הוא בעל עמידות בפני שחיקה מצוינת והוא יכול לעמוד בפני חיכוך מכאני לטווח ארוך-. ציפוי פני השטח של אצבע הזהב אינו ניזוק בקלות במהלך תהליכי החדרה וחילוץ מרובים, וכך נשמרים חיבורי חשמל יציבים. יחד עם זאת, לזהב יש עמידות חזקה במיוחד של נוגדי חמצון וקורוזיה, שיכולים לעמוד ביעילות בפני שחיקה חמצונית בסביבה, להבטיח את היציבות לטווח ארוך של המוליכות של אצבעות הזהב ולהאריך מאוד את חיי השירות של מעגלים מודפסים.
תרחיש יישום: בשל עמידות הבלאי המעולה שלה, עמידות חמצון ומוליכות, טכנולוגיית ציפוי ניקל זהב נמצאת בשימוש נרחב בתחומים הדורשים אמינות ועמידות גבוהות במיוחד. לדוגמה, התקני חומרה כגון מודולי זיכרון מחשב וכרטיסים גרפיים דורשים חיבור וניתוק תכופים במהלך השימוש. אצבעות הזהב של טכנולוגיית זהב ניקל מצופה אלקטרוניקה יכולות להבטיח שהן תמיד שומרות על חיבור חשמלי טוב עם חריץ לוח האם, מה שמבטיח את הפעולה היציבה של הציוד.
(2) תהליך שקיעת זהב
עקרון התהליך: תהליך זהב טבילה, הידוע גם בשם ציפוי ניקל כימי, יוצר ציפוי על אזור אצבע הזהב של ה-PCB באמצעות תגובות חימצון-כימיות. ראשית, ציפוי ניקל ללא חשמל מתבצע על שכבת הנחושת על פני האצבע המוזהבת ליצירת שכבה של סגסוגת ניקל זרחן. שכבת הניקל משמשת כשכבת ביניים, המספקת בסיס טוב לתגובות של שקיעת זהב עוקבות ומונעת ביעילות יוני נחושת להתפזר לתוך שכבת הזהב. לאחר מכן, מתרחשת תגובת עקירה בין תמיסת מלח הזהב לשכבת הניקל, תוך הפקדת שכבת זהב על פני שכבת הניקל.
יתרון התהליך: לשכבת הזהב המתקבלת בתהליך הזהב הטבילה יש שטוחות ויכולת ריתוך טובים. השטיחות שלו מאפשרת מגע הדוק ואחיד יותר בין אצבע הזהב לשקע, מפחית את התנגדות המגע ומשפר את יציבות העברת האות. מבחינת ריתוך, תהליך הטבילה הזהב יכול לשפר משמעותית את ביצועי הריתוך, להפחית את ההסתברות לפגמי ריתוך כגון הלחמה וירטואלית והלחמה, והוא מתאים במיוחד ללוחות PCB דיוק גבוה עם דרישות מחמירות לאיכות ריתוך.
תרחיש יישום: עבור מוצרים אלקטרוניים עם דרישות נמוכות יחסית לעמידות בפני שחיקה אך דרישות גבוהות במיוחד לשטיחות ולריתוך, תהליך שקיעת הזהב הופך לבחירה המועדפת. לדוגמה, בלוחות ה-PCB של כמה-סמארטפונים, טאבלטים ומכשירים מתקדמים, אם אצבעות הזהב משמשות לחיבור רכיבים כגון סוללות וצגים, מספר ההחדרות וההסרות של חלקי החיבור הללו קטן יחסית, אך הדרישות לאמינות ושטיחות ריתוך הן קפדניות. אצבעות הזהב של תהליך זהב טבילה יכולות בהחלט לענות על צרכים אלה.
2, הסבר מפורט על זרימת תהליך אצבע זהב PCB
(1) עיבוד מוקדם
הסרת שמן: השתמש בחומרים להסרת שמן אלקליין כדי לטפל בלוחות PCB, תוך הסרת כתמי שמן מהשטח ביעילות. נוכחותם של כתמי שמן יכולה להפריע לקשירה יעילה של יוני מתכת למשטח הנחושת במהלך תהליכי ציפוי או ציפוי כימי הבאים. בתהליך הסרת השומנים מובטח ניקיון פני השטח של אזור אצבע הזהב, מה שמניח בסיס טוב לתהליכים הבאים.
שטיפת חומצה: לאחר הוצאת שמן, שטיפת חומצה מתבצעת באמצעות תמיסה חומצית. המטרה העיקרית של שטיפת חומצה היא להסיר את שכבת התחמוצת על משטח הנחושת ולהפעיל את משטח הנחושת כדי להפוך אותו למצב פעיל, ולשפר את חוזק ההתקשרות שלו עם מתכות מצופים לאחר מכן.
(2) ציפוי ניקל
ציפוי ניקל מצופה אלקטרו: הנח את ה-PCB המטופל מראש לתוך תמיסת ציפוי ניקל, כאשר המלח העיקרי הוא בדרך כלל ניקל אמינוסולפונט, בעל תכולת ניקל גבוהה ומתח ציפוי נמוך במיוחד. במהלך תהליך הציפוי, יש לשלוט בקפדנות על פרמטרים כגון טמפרטורה, ערך pH וצפיפות הזרם של תמיסת הציפוי. הריכוז המתאים של מלח ניקל מבטיח את קצב השקיעה ואיכות הניקל. ערך ה-pH משפיע על פעילות יוני הניקל, בעוד הטמפרטורה וצפיפות הזרם קובעים את המבנה הגבישי ועובי שכבת הניקל. באופן כללי, עובי שכבת ציפוי הניקל נשלט בסביבות 3-5 מיקרומטר כדי לספק קשיות והידבקות מספקת.
ציפוי ניקל כימי: בשלב ציפוי ניקל של תהליך זהב טבילה, שכבת סגסוגת ניקל זרחנית מופקדת על שכבת הנחושת על פני אצבע הזהב באמצעות תמיסת ציפוי ניקל כימית ספציפית ותגובת הפחתה כימית. כמו כן, יש צורך לשלוט במדויק על פרמטרים כגון הרכב, טמפרטורה וזמן התגובה של תמיסת ציפוי ניקל ללא חשמל. תכולת הזרחן בשכבת ציפוי הניקל ללא חשמל נשלטת בדרך כלל ב-7-9% משקל, ולשכבת סגסוגת הניקל הזרחן שנוצרה יש עמידות טובה בפני קורוזיה וריתוך, עם עובי בדרך כלל סביב 3-5 מיקרומטר.
(3) ציפוי זהב
חילול זהב קשיח באלקטרו: לאחר השלמת ציפוי ניקל, נעשה שימוש בתהליך האלקטרוניקה של זהב קשיח לאזור אצבע הזהב. תמיסות ציפוי זהב קשיח מכילות בדרך כלל מלחי זהב וכמה תוספים, כגון מלחי קובלט. על ידי הוספת אלמנטים כגון קובלט, ניתן לשפר ביעילות את הקשיות של שכבת הזהב. בתהליך האלקטרוני, נעשה שימוש בצורות גל ופרמטרים של זרם ספציפיים, כגון ציפוי דופק, עם צפיפות זרם קדימה נשלטת בדרך כלל בסביבות 1.2A/dm ² ומחזור עבודה הפוך של כ-30%. שיטת ציפוי אלקטרוניקה זו יכולה לגרום לשכבת הזהב המופקדת להתגבש בצורה עדינה ומהודקת יותר, עם קשיות גבוהה יותר ועמידות טובה יותר בפני שחיקה, כדי לענות על צורכי ההחדרה וההסרה התכופים של אצבעות זהב. עובי שכבת הזהב נקבע בדרך כלל על פי דרישות יישום ספציפיות, והוא בדרך כלל בין 1.5-5 מיקרומטר.
ציפוי זהב: בתהליך ציפוי הזהב, לאחר השלמת ציפוי הניקל הכימי, ה-PCB טובל בתמיסה המכילה מלחי זהב. יוני הזהב במלח הזהב עוברים תגובת עקירה עם שכבת הניקל, תוך הנחת שכבת זהב על פני שכבת הניקל. במהלך תהליך שקיעת הזהב, יש צורך לשלוט בקפדנות על הריכוז, הטמפרטורה, ערך ה-pH וזמן התגובה של תמיסת מלח הזהב כדי להבטיח שעובי שכבת הזהב אחיד ועומד בדרישות. עובי שכבת משקעי הזהב דק יחסית, עם עובי קונבנציונלי של כ-1-3 מיקרומטר, אך השטיחות והריתוך שלה טובים.
(4) עיבוד לאחר
ניקוי: בין אם מדובר בתהליך של ציפוי ניקל זהב באלקטרוניקה או תהליך זהב טבילה, לאחר השלמת ציפוי הזהב, יש לנקות את ה-PCB ביסודיות. השתמש במים דהיוניים וחומרי ניקוי אחרים כדי להסיר שאריות של תמיסת ציפוי או תמיסת ציפוי כימית וזיהומים אחרים על פני אצבע הזהב, כדי למנוע מהשאריות הללו השפעות שליליות על ביצועי אצבע הזהב.
ייבוש: לאחר הניקוי, ה-PCB מיובש כדי להסיר לחלוטין את הלחות על פני אצבעות הזהב, ולמנוע חמצון או קורוזיה של אצבעות הזהב במהלך אחסון או שימוש לאחר מכן עקב רטיבות שארית. יש לשלוט באופן סביר על טמפרטורת הייבוש וזמן הייבוש בהתאם לדרישות החומר והתהליך של ה-PCB, בדרך כלל ייבוש ב-60-80 מעלות למשך פרק זמן מסוים.
בדיקה: ערכו בדיקה מקיפה של אצבע הזהב, כולל בדיקה ויזואלית, לבדיקת פגמים כמו שריטות, חורים, בועות וכו' על פני אצבע הזהב; זיהוי עובי ציפוי, באמצעות ציוד מקצועי כגון ספקטרומטר הקרינה X- למדידת עובי שכבות זהב וניקל כדי להבטיח שהן עומדות בדרישות התכנון; בדיקת הידבקות, תוך שימוש בשיטות כמו פילינג סרטים כדי לבדוק האם ההידבקות בין הציפוי למצע יציבה; בדיקת מוליכות, באמצעות ציוד בדיקה חשמלי מקצועי למדידת ההתנגדות של אצבעות זהב כדי להבטיח את מוליכותן הטובה.