PCB zahteve za neelektrolitsko prevleko iz niklja

Brezelektrični premaz iz niklja mora opravljati več funkcij:

Površina depozita zlata

Končni cilj vezja je vzpostaviti povezavo med PCB in komponentami z visoko fizično trdnostjo in dobrimi električnimi lastnostmi. Če je na površini PCB-ja kakšen oksid ali kontaminacija, se ta spajkana povezava ne bo zgodila z današnjim šibkim tokom.

Zlato se naravno obori na nikelj in med dolgotrajnim skladiščenjem ne oksidira. Vendar se zlato ne obori na oksidiranem niklju, zato mora med nikljevo kopeljo in raztapljanjem zlata nikelj ostati čist. Na ta način je prva zahteva niklja, da ostane brez oksidacije dovolj dolgo, da omogoči obarjanje zlata. Komponenta je razvila kemično potopno kopel, ki omogoča 6-10 % vsebnost fosforja pri obarjanju niklja. Ta vsebnost fosforja v prevleki brez elektronike niklja velja za skrbno ravnotežje nadzora kopeli, oksida ter električnih in fizikalnih lastnosti.

trdota

Površina neelektrolitske prevleke iz niklja se uporablja v številnih aplikacijah, ki zahtevajo fizično moč, kot so ležaji avtomobilskega menjalnika. Potrebe po PCB-ju so veliko manj stroge kot te aplikacije, vendar za spajanje žic

(žično lepljenje), kontaktne točke sledilne ploščice, vtični konektor (rob-konektor) in trajnost obdelave, določena stopnja trdote je še vedno pomembna. Za spajanje žice je potrebna trdota niklja. Če svinec deformira usedlino, lahko pride do izgube trenja, kar pomaga, da se svinec “stopi” na substrat. Slika SEM kaže, da ni prodiranja v površino ploščatega nikelj/zlato ali nikelj/paladij (Pd)/zlato.

Električne značilnosti

Zaradi enostavne izdelave je baker kovina izbire za oblikovanje vezij. Prevodnost bakra je boljša od skoraj vsake kovine. Zlato ima tudi dobro električno prevodnost in je odlična izbira za najbolj zunanjo kovino, ker elektroni ponavadi tečejo po površini prevodne poti (»površinska« korist).

Baker 1.7 µΩcm Zlato 2.4 µΩcm Nikelj 7.4 µΩcm Brezelektrično nikljanje 55~90 µΩcm Čeprav plast niklja ne vpliva na električne lastnosti večine proizvodnih plošč, lahko nikelj vpliva na električne značilnosti visokofrekvenčnih signalov. Izguba signala mikrovalovne PCB lahko preseže specifikacijo oblikovalca. Ta pojav je sorazmeren z debelino niklja – vezje mora preiti skozi nikelj, da doseže spajkalne spoje. V mnogih aplikacijah je mogoče električni signal obnoviti v okviru projektne specifikacije z določitvijo, da je usedlina niklja manjša od 2.5 µm.

Kontaktni upor

Kontaktna odpornost se razlikuje od spajkanja, ker površina niklja/zlata ostane nespajkana skozi celotno življenjsko dobo končnega izdelka. Nikelj/zlato mora ohraniti električno prevodnost do zunanjega stika po dolgotrajni izpostavljenosti okolja. Antlerjeva knjiga iz leta 1970 kvantitativno izraža kontaktne zahteve površin iz niklja/zlata. Preučujejo se različna okolja končne uporabe: 3″ 65°C, normalna najvišja temperatura za elektronske sisteme, ki delujejo pri sobni temperaturi, kot so računalniki; 125°C, temperatura, pri kateri morajo delovati splošni konektorji, pogosto določena za vojaške namene; 200 °C, ta temperatura postaja vse bolj pomembna za letalsko opremo.«

Za nizkotemperaturna okolja ni potrebna nikljeva pregrada. Ko se temperatura dvigne, se količina niklja, potrebna za preprečevanje prenosa niklja/zlata, poveča.

Pregradna plast iz niklja Zadovoljiv stik pri 65°C Zadovoljiv stik pri 125°C Zadovoljiv stik pri 200°C 0.0 µm 100% 40% 0% 0.5 µm 100% 90% 5% 2.0% µm 100% 100% 10 µm % 4.0 %