PCB mitteelektrolüütilise nikkelkatte nõuded

Elektrooniline nikkelkate peaks täitma mitmeid funktsioone:

Kulla hoiuse pind

Skeemi lõppeesmärk on luua ühendus PCB ja suure füüsilise tugevuse ja heade elektriliste omadustega komponentide vahel. Kui PCB pinnal on oksiidi või saastumist, siis tänapäeva nõrga vooga seda joodetud ühendust ei toimu.

Kuld sadestub loomulikult niklile ega oksüdeeru pikaajalisel säilitamisel. Kuld aga ei sadestu oksüdeeritud niklile, seega peab nikkel jääma puhtaks niklivanni ja kulla lahustumise vahel. Sel viisil on nikli esimene nõue olla piisavalt kaua oksüdatsioonivaba, et võimaldada kulla sadenemist. Komponendil on välja töötatud keemiline sukelvann, et võimaldada 6-10% fosforisisaldust nikli sadestamisel. Seda fosforisisaldust elektrivaba nikkelkattes peetakse vanni juhtimise, oksiidide ning elektriliste ja füüsikaliste omaduste hoolikaks tasakaaluks.

kõvadus

Mitteelektrolüütilist nikkelkatte pinda kasutatakse paljudes rakendustes, mis nõuavad füüsilist jõudu, näiteks autode käigukasti laagrites. PCB vajadused on palju leebemad kui need rakendused, kuid traadi ühendamiseks

(Traadi sidumine), puuteplaadi kontaktpunktid, pistikühendus (serv-konnektor) ja töötlemise jätkusuutlikkus, teatav kõvadus on endiselt oluline. Traadi ühendamiseks on vaja nikli kõvadust. Kui plii sadestist deformeerib, võib tekkida hõõrdumine, mis aitab pliil aluspinnale “sulada”. SEM-pilt näitab, et lame nikli/kulla või nikli/pallaadiumi (Pd)/kulla pinda ei tungi.

Elektrilised omadused

Valmistamise lihtsuse tõttu on vask vooluringide moodustamisel eelistatud metall. Vase juhtivus ületab peaaegu iga metalli. Kullal on ka hea elektrijuhtivus ja see on ideaalne valik äärepoolseimate metallide jaoks, sest elektronid kipuvad voolama juhtiva tee pinnal (“pinnakasu”).

Vask 1.7 µΩcm Kuld 2.4 µΩcm Nikkel 7.4 µΩcm Elektrooniline nikeldamine 55–90 µΩcm Kuigi enamiku tootmisplaatide elektrilisi omadusi niklikiht ei mõjuta, võib nikkel mõjutada kõrgsageduslike signaalide elektrilisi omadusi. Mikrolaine PCB signaalikadu võib ületada disaineri spetsifikatsiooni. See nähtus on võrdeline nikli paksusega – jooteühendusteni jõudmiseks peab ahel läbima nikli. Paljudes rakendustes saab elektrisignaali taastada konstruktsiooni spetsifikatsiooni piires, täpsustades, et niklisade on väiksem kui 2.5 µm.

Kontakttakistus

Kontaktikindlus erineb joottavusest, kuna nikli/kulla pind jääb jootmata kogu lõpptoote eluea jooksul. Nikkel/kuld peab säilitama elektrijuhtivuse väliskontaktis pärast pikaajalist kokkupuudet keskkonnaga. Antleri 1970. aasta raamat väljendab nikli/kulla pindade kokkupuutenõudeid kvantitatiivselt. Uuritakse erinevaid lõppkasutuskeskkondi: 3″ 65°C, normaalne maksimaalne temperatuur toatemperatuuril töötavatele elektroonikasüsteemidele, näiteks arvutitele; 125°C, temperatuur, mille juures peavad üldpistikud töötama, sageli ette nähtud sõjalisteks rakendusteks; 200 °C, muutub see temperatuur lennuvarustuse jaoks üha olulisemaks.

Madala temperatuuriga keskkondades pole niklitõket vaja. Temperatuuri tõustes suureneb nikli/kulla ülekande takistamiseks vajalik nikli kogus.

Nikli tõkkekiht Rahuldav kontakt temperatuuril 65 °C Rahuldav kontakt temperatuuril 125 °C Rahuldav kontakt temperatuuril 200 °C 0.0 µm 100% 40% 0% 0.5 µm 100% 90% 5% 2.0 µm %100% 100% 10% 4.0 µm % 100%