PCB zahtjevi za neelektrolitičku prevlaku nikla

Bezelektrični premaz nikla trebao bi ispunjavati nekoliko funkcija:

Površina depozita zlata

Krajnji cilj sklopa je formiranje veze između PCB-a i komponenti visoke fizičke čvrstoće i dobrih električnih karakteristika. Ako na površini PCB-a ima bilo kakvog oksida ili onečišćenja, ova zalemljena veza se neće dogoditi s današnjim slabim fluksom.

Zlato se prirodno taloži na nikal i neće oksidirati tijekom dugotrajnog skladištenja. Međutim, zlato se ne taloži na oksidiranom niklu, tako da nikal mora ostati čist između kupke nikla i otapanja zlata. Na taj način, prvi zahtjev nikla je da ostane bez oksidacije dovoljno dugo da omogući taloženje zlata. Komponenta je razvila kemijsku uranjajuću kupku koja omogućuje 6-10% sadržaja fosfora u taloženju nikla. Ovaj sadržaj fosfora u bezelektričnom premazu nikla smatra se pažljivim balansom kontrole kupke, oksida te električnih i fizičkih svojstava.

tvrdoća

Neelektrolitička površina premaza od nikla koristi se u mnogim aplikacijama koje zahtijevaju fizičku snagu, kao što su ležajevi automobilskog prijenosa. Potrebe za PCB su daleko manje stroge od ovih aplikacija, ali za spajanje žica

(Vezivanje žice), kontaktne točke dodirne pločice, utični konektor (rubni priključak) i održivost obrade, određeni stupanj tvrdoće je još uvijek važan. Za spajanje žice potrebna je tvrdoća nikla. Ako olovo deformira naslage, može doći do gubitka trenja, što pomaže da se olovo “topi” na podlogu. SEM slika pokazuje da nema prodiranja u površinu ravnog nikla/zlata ili nikla/paladija (Pd)/zlata.

Električne karakteristike

Zbog svoje lakoće izrade, bakar je metal izbora za formiranje kruga. Vodljivost bakra je bolja od gotovo svakog metala. Zlato također ima dobru električnu vodljivost i savršen je izbor za najudaljeniji metal, jer elektroni teže teći na površini vodljive staze („površinska“ korist).

Bakar 1.7 µΩcm Zlato 2.4 µΩcm Nikl 7.4 µΩcm Bezelektrično niklanje 55~90 µΩcm Iako sloj nikla ne utječe na električne karakteristike većine proizvodnih ploča, nikal može utjecati na električne karakteristike visokofrekventnih signala. Gubitak signala mikrovalne PCB može premašiti specifikaciju dizajnera. Ovaj fenomen je proporcionalan debljini nikla – krug treba proći kroz nikal da bi stigao do lemnih spojeva. U mnogim aplikacijama, električni signal se može vratiti unutar projektne specifikacije specificiranjem da je talog nikla manji od 2.5 µm.

Otpornost na kontakt

Otpor na kontakt se razlikuje od lemljivosti jer površina nikla/zlata ostaje nezalemljena tijekom cijelog vijeka trajanja krajnjeg proizvoda. Nikal/zlato mora održavati električnu vodljivost za vanjski kontakt nakon dugotrajne izloženosti okolišu. Antlerova knjiga iz 1970. izražava zahtjeve za kontaktom površina nikla/zlata u kvantitativnom smislu. Proučavaju se različita okruženja krajnje upotrebe: 3″ 65°C, normalna maksimalna temperatura za elektroničke sustave koji rade na sobnoj temperaturi, kao što su računala; 125°C, temperatura na kojoj opći konektori moraju raditi, često specificirana za vojnu primjenu; 200 °C, ova temperatura postaje sve važnija za opremu za letenje.”

Za okruženja s niskim temperaturama nije potrebna nikalna barijera. Kako temperatura raste, količina nikla potrebna za sprječavanje prijenosa nikla/zlata raste.

Sloj barijere od nikla Zadovoljavajući kontakt na 65°C Zadovoljavajući kontakt na 125°C Zadovoljavajući kontakt na 200°C 0.0 µm 100% 40% 0% 0.5 µm 100% 90% 5% 2.0 % µm 100% 100 µm % 10%