PCB vereisten voor niet-elektrolytische nikkelcoating

De stroomloze nikkelcoating moet verschillende functies vervullen:

Goudafzetting oppervlak

Het uiteindelijke doel van de schakeling is om een ​​verbinding te vormen tussen de printplaat en de componenten met een hoge fysieke sterkte en goede elektrische eigenschappen. Als er oxide of vervuiling op het PCB-oppervlak zit, zal deze gesoldeerde verbinding niet gebeuren met de zwakke flux van vandaag.

Goud slaat van nature neer op nikkel en oxideert niet tijdens langdurige opslag. Goud slaat echter niet neer op geoxideerd nikkel, dus nikkel moet zuiver blijven tussen het nikkelbad en het oplossen van goud. Op deze manier is de eerste vereiste van nikkel om lang genoeg vrij te blijven van oxidatie om de precipitatie van goud mogelijk te maken. Het onderdeel heeft een chemisch dompelbad ontwikkeld om een ​​fosforgehalte van 6-10% in de neerslag van nikkel mogelijk te maken. Dit fosforgehalte in de stroomloze nikkelcoating wordt beschouwd als een zorgvuldige balans tussen badcontrole, oxide en elektrische en fysische eigenschappen.

hardheid

Het niet-elektrolytische nikkelcoatingoppervlak wordt gebruikt in veel toepassingen die fysieke kracht vereisen, zoals lagers voor autotransmissie. PCB-behoeften zijn veel minder streng dan deze toepassingen, maar voor draadverbindingen

(Wire-bonding), touchpad-contactpunten, plug-in connector (edge-connetor) en verwerkingsduurzaamheid, een zekere mate van hardheid blijft belangrijk. Draadverlijming vereist een nikkelhardheid. Als het lood de afzetting vervormt, kan er wrijvingsverlies optreden, waardoor het lood “smelt” met de ondergrond. De SEM-foto laat zien dat er geen penetratie is in het oppervlak van het platte nikkel/goud of nikkel/palladium (Pd)/goud.

Elektrische eigenschappen

Vanwege het gemak van fabricage is koper het metaal bij uitstek voor de vorming van circuits. De geleidbaarheid van koper is superieur aan bijna elk metaal. Goud heeft ook een goede elektrische geleidbaarheid en is de perfecte keuze voor het buitenste metaal, omdat elektronen de neiging hebben om op het oppervlak van een geleidend pad te stromen (“oppervlaktevoordeel”).

Koper 1.7 µΩcm Goud 2.4 µΩcm Nikkel 7.4 µΩcm Stroomloos vernikkelen 55~90 µΩcm Hoewel de elektrische eigenschappen van de meeste productieborden niet worden beïnvloed door de nikkellaag, kan nikkel de elektrische eigenschappen van hoogfrequente signalen beïnvloeden. Het signaalverlies van microgolf-PCB’s kan de specificatie van de ontwerper overschrijden. Dit fenomeen is evenredig met de dikte van nikkel – het circuit moet door het nikkel gaan om de soldeerverbindingen te bereiken. In veel toepassingen kan het elektrische signaal binnen de ontwerpspecificatie worden hersteld door te specificeren dat de nikkelafzetting kleiner is dan 2.5 µm.

Contact weerstand

Contactweerstand verschilt van soldeerbaarheid omdat het nikkel/gouden oppervlak gedurende de gehele levensduur van het eindproduct ongesoldeerd blijft. Nikkel/goud moet na langdurige blootstelling aan het milieu de elektrische geleiding naar extern contact behouden. Antler’s boek uit 1970 drukt de contactvereisten van nikkel/gouden oppervlakken in kwantitatieve termen uit. Verschillende eindgebruikomgevingen worden bestudeerd: 3″ 65°C, een normale maximumtemperatuur voor elektronische systemen die op kamertemperatuur werken, zoals computers; 125°C, de temperatuur waarbij algemene connectoren moeten werken, vaak gespecificeerd voor militaire toepassingen; 200 °C, deze temperatuur wordt steeds belangrijker voor vlieguitrusting.”

Voor omgevingen met lage temperaturen is geen nikkelbarrière vereist. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de hoeveelheid nikkel toe die nodig is om nikkel/goudoverdracht te voorkomen.

Nikkel barrièrelaag Bevredigend contact bij 65°C Bevredigend contact bij 125°C Bevredigend contact bij 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 % 60%