PCB a nem elektrolitikus nikkel bevonattal szemben támasztott követelmények

Az elektromos nikkel bevonatnak számos funkciót kell betöltenie:

Aranybetét felület

Az áramkör végső célja, hogy kapcsolatot hozzon létre a PCB és a nagy fizikai szilárdságú és jó elektromos jellemzőkkel rendelkező alkatrészek között. Ha bármilyen oxid vagy szennyeződés van a PCB felületén, akkor ez a forrasztott csatlakozás a mai gyenge fluxus mellett nem jön létre.

Az arany természetesen kicsapódik a nikkelre, és nem oxidálódik a hosszú távú tárolás során. Az arany azonban nem csapódik ki az oxidált nikkelen, így a nikkelnek tisztának kell maradnia a nikkelfürdő és az arany feloldódása között. Ily módon a nikkel első követelménye, hogy elég hosszú ideig oxidációmentes maradjon ahhoz, hogy lehetővé tegye az arany kicsapódását. Az alkatrész egy vegyszeres merülőfürdőt fejlesztett ki, amely lehetővé teszi a nikkel kicsapásának 6-10%-os foszfortartalmát. Ez a foszfortartalom az elektromos nikkel bevonatban a fürdőszabályozás, az oxid, valamint az elektromos és fizikai tulajdonságok gondos egyensúlyának tekinthető.

keménység

A nem elektrolitikus nikkel bevonatfelületet számos olyan alkalmazásban használják, amelyek fizikai erőt igényelnek, például autóipari sebességváltó csapágyakban. A PCB-szükségletek sokkal kevésbé szigorúak, mint ezeknél az alkalmazásoknál, de a huzalkötésnél

(Drótkötés), érintőpad érintkezési pontok, dugaszolható csatlakozó (él-csatlakozó) és a feldolgozás fenntarthatósága, bizonyos fokú keménység továbbra is fontos. A huzalkötéshez nikkelkeménység szükséges. Ha az ólom deformálja a lerakódást, súrlódáscsökkenés léphet fel, ami elősegíti, hogy az ólom az aljzathoz „olvadjon”. A SEM képen látható, hogy a lapos nikkel/arany vagy a nikkel/palládium (Pd)/arany nem hatol be a felületbe.

Elektromos jellemzők

Könnyű gyártása miatt a réz a választott fém az áramkörök kialakításához. A réz vezetőképessége szinte minden fémnél jobb. Az arany jó elektromos vezetőképességgel is rendelkezik, és tökéletes választás a legkülső fémekhez, mivel az elektronok hajlamosak egy vezető út felületén áramlani („felületi előny”).

Réz 1.7 µΩcm Arany 2.4 µΩcm Nikkel 7.4 µΩcm Elektromos nikkelezés 55–90 µΩcm Bár a legtöbb gyártólap elektromos jellemzőit nem befolyásolja a nikkelréteg, a nikkel befolyásolhatja a nagyfrekvenciás jelek elektromos jellemzőit. A mikrohullámú PCB jelvesztesége meghaladhatja a tervező specifikációját. Ez a jelenség arányos a nikkel vastagságával – az áramkörnek át kell haladnia a nikkelen, hogy elérje a forrasztási kötéseket. Sok alkalmazásban az elektromos jel visszaállítható a tervezési specifikációkon belülre, ha megadja, hogy a nikkellerakódás kisebb, mint 2.5 µm.

Érintkezési ellenállás

Az érintkezési ellenállás különbözik a forraszthatóságtól, mivel a nikkel/arany felület a végtermék teljes élettartama alatt forrasztatlan marad. A nikkelnek/aranynak meg kell őriznie az elektromos vezetőképességet a külső érintkezés során a hosszú távú környezeti expozíció után. Antler 1970-es könyve mennyiségileg fejezi ki a nikkel/arany felületek érintkezési követelményeit. Különféle végfelhasználási környezeteket tanulmányoznak: 3″ 65°C, normál maximális hőmérséklet a szobahőmérsékleten működő elektronikus rendszerek, például számítógépek számára; 125°C, az a hőmérséklet, amelyen az általános csatlakozóknak működniük kell, gyakran katonai alkalmazásokhoz írják elő; 200 °C, ez a hőmérséklet egyre fontosabbá válik a repülési berendezések számára.”

Alacsony hőmérsékletű környezetben nincs szükség nikkelgátra. A hőmérséklet emelkedésével növekszik a nikkel/arany átvitel megakadályozásához szükséges nikkel mennyisége.

Nikkel záróréteg Megfelelő érintkezés 65 °C-on Megfelelő érintkezés 125 °C-on Megfelelő érintkezés 200 °C-on 0.0 µm 100% 40% 0% 0.5 µm 100% 90% 5% 2.0 µm %100% 100 µm 10% 4.0 µm % 100%