V proizvodni verigi tiskanega vezja je postopek površinske obdelave kot "zaščitni oklep", ki se nosi na spajkalnih ploščicah in neposredno določa zanesljivost spajkanja, stabilnost signala in življenjsko dobo vezja. Kot dve široko uporabljeni tehnologiji površinske obdelave zavzemata potopno zlato in pršilni kositer pomembne položaje v visoko-natančnih scenarijih oziroma stroškovno občutljivih področjih. Zdi se, da oba zagotavljata zaščito za spajkalne ploščice, v resnici pa obstajajo bistvene razlike v logiki procesa, zmogljivosti in uporabnih scenarijih. Razumevanje teh razlik je ključna podlaga-za sprejemanje odločitev za elektronsko načrtovanje in proizvodne procese.
Načelo postopka:
Postopek nanašanja zlata poteka po "fino obdelani" poti z uporabo kemičnega nanašanja za oblikovanje zaščitne plasti. Osnovna logika je, da najprej enakomerno nanesete plast niklja na površino bakrene ploščice kot podlage, nato pa prekrijete plast zlatega filma na vrhu plasti niklja z reakcijo izpodrivanja, ki tvori dvo-plastno zaščitno strukturo "nikljeve osnove in zlate okrasne površine". Ta postopek ni odvisen od toka in z natančnim nadzorom sestave in temperature kemične raztopine lahko kovinska plast naravno raste vzdolž obrisa spajkalne blazinice, tako kot prevleka spajkalne blazinice z gostim "zlatim plaščem".
Postopek brizganja kositra prevzame idejo "niveliranja z vročim zrakom" in spada v tehnologijo fizičnega nanašanja. Med postopkom bo plošča tiskanega vezja najprej površinsko očiščena, nato potopljena v staljeno kositrno zlitino, odvečni kositrni material pa bo spihnil visoko{1}}nož z vročim zrakom, pri čemer bo na koncu nastala strjena kositrna plast na površini spajkalne blazinice. V zgodnjih dneh so se zlitine, ki vsebujejo svinec, pogosto uporabljale za brizganje kositra. Dandanes je brezsvinčeno škropljenje s kositrom postalo priljubljeno zaradi izpolnjevanja okoljskih zahtev. S prilagoditvijo sestave kositrnih zlitin je mogoče uravnotežiti učinkovitost varjenja in okoljske standarde.
Bistvena razlika med obema postopkoma je v tem, da je potopno zlato natančna prevleka, proizvedena s "kemično rastjo", medtem ko je brizganje kositra staljena prevleka, proizvedena s "fizičnim prekrivanjem". Ta temeljna razlika ustvarja kasnejšo razliko v uspešnosti med obema.
Osnovna zmogljivost:
Ravnost površine in združljivost za montažo
Izrazita prednost postopka imerzijskega zlata je njegova izjemno visoka ravnost površine. Zaradi tvorbe zlate plasti s kemičnim nanašanjem lahko popolnoma posnema mikro profil spajkalne blazinice brez očitnih neenakosti. Ta ravnost je ključnega pomena za visoko{2}}gostoto montaže, zlasti v vezjih, opremljenih s čipi BGA (Ball Grid Array). Gostih spajkalnih spojev na dnu ni mogoče vizualno pregledati, ravne spajkalne blazinice pa lahko zagotovijo enakomeren stik med posameznimi spajkalnimi spoji, kar močno zmanjša tveganje navideznega spajkanja. Za izdelke, kot so mobilni telefoni in nosljive naprave, ki si prizadevajo za miniaturizacijo, se lahko postopek pozlačevanja zlahka prilagodi potrebam po montaži ultra mikro komponent.
Ravnost površine postopka brizganja kositra je relativno nezadostna. Med postopkom ohlajanja in strjevanja lahko staljeni kositrni material tvori rahle valove zaradi sprememb v napetosti, na robu spajkalne blazinice pa so lahko "zareze" ali neenakomerna debelina. Ta značilnost ima majhen vpliv na delo s komponentami s širokim razmikom in-velikimi komponentami, toda pri tiskanih ploščah z visoko-gostoto lahko moti natančno pozicioniranje stroja za površinsko montažo in pomembno vpliva na stopnjo kvalifikacije sestavljanja komponent ultra majhnega paketa, kot je 01005.
Odpornost proti koroziji in življenjska doba skladiščenja
Kemična stabilnost zlata je med najboljšimi med kovinami, kar daje naloženi zlati plošči odlično odpornost proti koroziji. Tudi v težkih okoljih, kot so vlaga, visoke temperature ali industrijsko onesnaženje, lahko zlati sloj učinkovito izolira zrak in vlago ter tako zaščiti spodnji sloj niklja in bakrene spajkalne blazinice pred oksidacijo. Ta stabilnost prinaša tudi izjemno dolgo življenjsko dobo. Pozlačeno-ploščo lahko shranjujete v običajnem okolju več kot eno leto, njena sposobnost spajkanja pa lahko še vedno ostane stabilna, zaradi česar je zelo primerna za proizvodne potrebe strežnikov z umetno inteligenco in projektov z dolgim ciklom.
Odpornost proti koroziji plošč, prevlečenih s kositrom, je v glavnem odvisna od same plasti kositra, kositer pa ima veliko večjo kemično aktivnost kot zlato, zaradi česar zlahka počasi oksidira in tvori oksidni film na zraku. Ta plast oksidnega filma bo zmanjšala sposobnost spajkanja spajkalne blazinice, kar ima za posledico relativno kratko življenjsko dobo pločevinaste plošče. Varjenje je običajno treba zaključiti v 3-6 mesecih, sicer je treba za podaljšanje roka uporabnosti uporabiti embalažo z dušikom in druge metode. V vlažnem okolju se bo stopnja oksidacije plošč, prevlečenih s kositrom, še pospešila, kar bo vplivalo na dolgoročno zanesljivost plošč.
Zmogljivost varjenja in združljivost postopka
Postopek varjenja toneče zlate plošče ima visoko stabilnost. Med varjenjem se zlati sloj hitro spoji s spajko, medtem ko lahko spodnji sloj niklja učinkovito prepreči prekomerno rast zlitine bakra in kositra ter prepreči krhkost spajkalnega spoja. Ta funkcija omogoča potopni zlati plošči, da podpira večkratno reflow spajkanje, tudi če sta potrebna predelava in popravilo, lahko ohrani dobro kakovost spajkanja in je še posebej prijazna do kompleksnih elektronskih naprav, ki zahtevajo pogosto odpravljanje napak.
Prednost pršilnega spajkanja je, da ima dobro začetno spajkanje, kositrna plast pa se lahko hitro infiltrira in spoji s spajkanjem, kar olajša ročno spajkanje in avtomatizirano spajkanje SMT. Vendar ima postopek brizganja kositra nekatere inherentne omejitve: temperatura taljenja brizganja kositra brez svinca je višja kot pri tradicionalnem brizganju kositra, ki vsebuje svinec, kar ima večji vpliv na toplotno deformacijo tankih plošč; Visokotemperaturno in visokotlačno procesno okolje lahko povzroči tudi tveganje "eksplozije" v majhnih metaliziranih luknjah, ki se jim je treba izogniti s posebno optimizacijo zasnove.
Stroški in okoljske značilnosti
Razlika v stroških je ena od intuitivnih razlik med dvema procesoma. Stroški pozlačevanja in sredstev za kemično nanašanje zlata, ki se uporabljajo pri postopku nanašanja zlata, so razmeroma visoki, nadzor postopka je zapleten, naložba v opremo pa velika, zaradi česar so proizvodni stroški plošče za nanašanje zlata veliko višji od stroškov plošče za nanašanje kositra. Ta razlika v stroških se bo še povečala v -veliki proizvodnji in bo postala pomemben dejavnik, ki omejuje njegovo priljubljenost.
Postopek brizganja kositra je znan po svoji stroškovni-učinkovitosti, saj so stroški opreme in surovin dostopnejši, zaradi česar je primeren za stroškovno občutljive-masivno proizvedene izdelke. Kar zadeva varstvo okolja, je bila tradicionalna svinčena razpršilna pločevina strogo omejena z okoljskimi predpisi, kot je RoHS, zaradi toksičnosti svinčenih elementov; Razprševanje s kositrom brez svinca izpolnjuje okoljske zahteve, vendar zahteva dodatne naložbe v optimizacijo procesa in nadzor stroškov. Sam proces nanašanja zlata ne vsebuje škodljivih snovi, kot je svinec, in seveda izpolnjuje okoljske standarde brez dodatnih okoljskih stroškov obdelave.
Scenarij uporabe:
Postopek potopnega zlata je postal prednostna izbira na področju precizne elektronike zaradi svoje visoke-zmogljivosti. V scenarijih prenosa-visokofrekvenčnega signala, kot so komunikacijske bazne postaje 5G in satelitska komunikacijska oprema, lahko pozlačene-plošče zmanjšajo izgubo signala in zagotovijo celovitost signala; Pri pametnih-pametnih telefonih višjega cenovnega razreda, nosljivih napravah in drugih miniaturiziranih izdelkih lahko njegova prednost ravnosti zadosti povpraševanju po-gostoti namestitve; Na področjih, kot sta letalstvo in vesoljski promet, ki zahtevajo strogo zanesljivost, so odpornost proti koroziji in dolga življenjska doba pozlačenih plošč nepogrešljive. Številni domači proizvajalci tiskanih vezij so sprejeli nanašanje zlata kot standardni postopek pri izdelavi visokokakovostnih večplastnih plošč, da bi izpolnili zahteve glede pakiranja visokokakovostnih čipov-.
Pri cenovno občutljivih izdelkih prevladuje postopek brizganja kositra. Pri izdelkih, kot so nadzorne plošče za gospodinjske aparate in običajne dvostranske plošče-zabavne elektronike, lahko tehnologija brizganja kositra zagotovi učinkovitost varjenja, ki ustreza povpraševanju po nižji ceni; V napravah, kot so industrijske krmilne matične plošče, ki ne zahtevajo visoke natančnosti, vendar so občutljive na stroškovno-učinkovitost, so plošče, prevlečene s kositrom, prav tako običajna izbira. Z nadgradnjami opreme in optimizacijo procesov je tehnologija brizganja kositra dosegla preboj tudi v aplikacijah, kot je avtomobilska elektronika. Z izboljšanjem formule zlitine kositra je bila izboljšana antivibracijska učinkovitost spajkalnih spojev.