PCB cerințe pentru acoperirea cu nichel neelectrolitic

Acoperirea cu nichel fără electroși ar trebui să îndeplinească mai multe funcții:

Suprafața depozitului de aur

Scopul final al circuitului este de a forma o conexiune între PCB și componentele cu rezistență fizică ridicată și caracteristici electrice bune. Dacă există oxid sau contaminare pe suprafața PCB, această conexiune lipită nu se va întâmpla cu fluxul slab de astăzi.

Aurul precipită în mod natural pe nichel și nu se va oxida în timpul depozitării pe termen lung. Cu toate acestea, aurul nu precipită pe nichelul oxidat, așa că nichelul trebuie să rămână pur între baia de nichel și dizolvarea aurului. În acest fel, prima cerință a nichelului este să rămână liber de oxidare suficient de mult pentru a permite precipitarea aurului. Componenta a dezvoltat o baie de imersie chimică pentru a permite un conținut de fosfor de 6-10% în precipitarea nichelului. Acest conținut de fosfor din stratul de nichel electroless este considerat un echilibru atent al controlului băii, oxidului și proprietăților electrice și fizice.

duritate

Suprafața de acoperire cu nichel neelectrolitic este utilizată în multe aplicații care necesită rezistență fizică, cum ar fi rulmenții de transmisie auto. Nevoile PCB sunt mult mai puțin stricte decât aceste aplicații, dar pentru lipirea firelor

(Lipirea firului), punctele de contact ale touch pad-ului, conectorul plug-in (conector de margine) și durabilitatea procesării, un anumit grad de duritate este încă important. Lipirea firelor necesită o duritate de nichel. Dacă plumbul deformează depozitul, poate apărea o pierdere a frecării, ceea ce ajută plumbul să se „topească” pe substrat. Imaginea SEM arată că nu există nicio pătrundere în suprafața nichelului/aurului plat sau a nichelului/paladiu (Pd)/aurului.

Caracteristici electrice

Datorită ușurinței sale de fabricare, cuprul este metalul de alegere pentru formarea circuitelor. Conductivitatea cuprului este superioară aproape oricărui metal. Aurul are, de asemenea, o conductivitate electrică bună și este alegerea perfectă pentru metalul exterior, deoarece electronii tind să curgă pe suprafața unei căi conductoare (beneficiu de suprafață).

Cupru 1.7 µΩcm Aur 2.4 µΩcm Nichel 7.4 µΩcm Nichelare electrostatică 55~90 µΩcm Deși caracteristicile electrice ale majorității plăcilor de producție nu sunt afectate de stratul de nichel, nichelul poate afecta caracteristicile electrice ale semnalelor de înaltă frecvență. Pierderea semnalului PCB cu microunde poate depăși specificațiile proiectantului. Acest fenomen este proporțional cu grosimea nichelului – circuitul trebuie să treacă prin nichel pentru a ajunge la îmbinările de lipit. În multe aplicații, semnalul electric poate fi restabilit în specificațiile de proiectare prin specificarea că depozitul de nichel este mai mic de 2.5 µm.

Rezistența la contact

Rezistența la contact este diferită de lipire deoarece suprafața de nichel/aur rămâne nelidurată pe toată durata de viață a produsului final. Nichelul/aurul trebuie să mențină conductivitatea electrică la contactul extern după expunerea pe termen lung la mediu. Cartea lui Antler din 1970 exprimă cerințele de contact ale suprafețelor de nichel/aur în termeni cantitativi. Sunt studiate diferite medii de utilizare finală: 3″ 65°C, o temperatură maximă normală pentru sistemele electronice care funcționează la temperatura camerei, cum ar fi computerele; 125°C, temperatura la care trebuie să funcționeze conectorii generali, adesea specificată pentru aplicații militare; 200 °C, această temperatură devine din ce în ce mai importantă pentru echipamentele de zbor.”

Pentru medii cu temperaturi scăzute, nu este necesară nicio barieră de nichel. Pe măsură ce temperatura crește, cantitatea de nichel necesară pentru a preveni transferul de nichel/aur crește.

Strat barieră de nichel Contact satisfăcător la 65°C Contact satisfăcător la 125°C Contact satisfăcător la 200°C 0.0 µm 100% 40% 0% 0.5 µm 100% 90% 5% 2.0 µm 100% 100% 10% 4.0% 100% % 100%