PCB requisitos para o revestimento de níquel non electrolítico

O revestimento de níquel electrolítico debe cumprir varias funcións:

Superficie de depósito de ouro

O obxectivo final do circuíto é formar unha conexión entre o PCB e os compoñentes con alta resistencia física e boas características eléctricas. Se hai algún óxido ou contaminación na superficie do PCB, esta conexión soldada non ocorrerá co fluxo débil de hoxe.

O ouro precipita naturalmente no níquel e non se oxidará durante o almacenamento a longo prazo. Non obstante, o ouro non precipita sobre o níquel oxidado, polo que o níquel debe permanecer puro entre o baño de níquel e a disolución do ouro. Deste xeito, o primeiro requisito do níquel é permanecer libre de oxidación o tempo suficiente para permitir a precipitación do ouro. O compoñente desenvolveu un baño de inmersión química para permitir o contido de fósforo do 6-10% na precipitación do níquel. Este contido de fósforo no revestimento de níquel non electrolítico considérase como un coidadoso equilibrio entre o control do baño, o óxido e as propiedades eléctricas e físicas.

dureza

A superficie de revestimento de níquel non electrolítico úsase en moitas aplicacións que requiren resistencia física, como os rodamentos de transmisión de automóbiles. As necesidades de PCB son moito menos estritas que estas aplicacións, pero para a unión de fíos

(conexión de fíos), puntos de contacto do panel táctil, conector enchufable (conector de bordo) e sostibilidade do procesamento, un certo grao de dureza aínda é importante. A unión do fío require unha dureza de níquel. Se o chumbo deforma o depósito, pode producirse unha perda de fricción, o que axuda a que o chumbo “se derrita” no substrato. A imaxe SEM mostra que non hai penetración na superficie do níquel/ouro plano ou níquel/paladio (Pd)/ouro.

Características eléctricas

Debido á súa facilidade de fabricación, o cobre é o metal preferido para a formación de circuítos. A condutividade do cobre é superior a case todos os metais. O ouro tamén ten unha boa condutividade eléctrica e é a opción perfecta para o metal máis externo, porque os electróns tenden a fluír na superficie dun camiño condutor (beneficio “superficie”).

Cobre 1.7 µΩcm Ouro 2.4 µΩcm Níquel 7.4 µΩcm Níquel electrolítico 55~90 µΩcm Aínda que as características eléctricas da maioría das placas de produción non se ven afectadas pola capa de níquel, o níquel pode afectar as características eléctricas dos sinais de alta frecuencia. A perda de sinal do PCB de microondas pode superar a especificación do deseñador. Este fenómeno é proporcional ao espesor do níquel: o circuíto necesita atravesar o níquel para chegar ás unións de soldadura. En moitas aplicacións, o sinal eléctrico pódese restaurar dentro da especificación do deseño especificando que o depósito de níquel é inferior a 2.5 µm.

Resistencia ao contacto

A resistencia de contacto é diferente da soldabilidade porque a superficie de níquel/ouro permanece sen soldar durante toda a vida útil do produto final. O níquel/ouro debe manter a condutividade eléctrica ao contacto externo despois dunha exposición ambiental a longo prazo. O libro de Antler de 1970 expresa os requisitos de contacto das superficies de níquel/ouro en termos cuantitativos. Estúdanse varios ambientes de uso final: 3″ 65°C, unha temperatura máxima normal para sistemas electrónicos que funcionan a temperatura ambiente, como ordenadores; 125 °C, a temperatura á que deben funcionar os conectores xerais, a miúdo especificada para aplicacións militares; 200 °C, esta temperatura é cada vez máis importante para os equipos de voo”.

Para ambientes de baixa temperatura, non se require ningunha barreira de níquel. A medida que aumenta a temperatura, aumenta a cantidade de níquel necesaria para evitar a transferencia de níquel/ouro.

Capa de barreira de níquel Contacto satisfactorio a 65 °C Contacto satisfactorio a 125 °C Contacto satisfactorio a 200 °C 0.0 µm 100% 40% 0% 0.5 µm 100% 90% 5% 2.0 µm 100% 100% 10% 4.0% µm 100% % 100%