Hvernig á að velja yfirborðsmeðferð fyrir há-tíðni PCB borð? Greining á áhrifum þess að sökkva gulli, sökkva silfri og tini á merki

Hér að neðan munum við kerfisbundið greina val á-hátíðni PCB yfirborðsmeðferð úr fjórum víddum: meginreglunni um húðáhrif, kerfi merkiáhrifa þriggja ferla, samanburð á mældum gögnum og valákvörðun.

Hér að neðan munum við kerfisbundið greina val á-hátíðni PCB yfirborðsmeðferð úr fjórum víddum: meginreglunni um húðáhrif, kerfi merkiáhrifa þriggja ferla, samanburð á mældum gögnum og valákvörðun.

2, Áhrif ENIG á merki
Uppbygging og meginregla
Uppbygging gullútfellingarferlisins er: koparyfirborð+nikkellag (3-5 μm)+gulllag (0,05~0,15 μm). Gulllagið er mjög þunnt og raunverulegur meginhluti er nikkellagið.

Merkjaáhrifagreining
1. Veruleg aukning á há-tíðnistapi
Viðnám nikkels er meira en fjórfalt meira en kopar og þykkt nikkellagsins (3-5 μm) er mun meiri en húðdýpt við 10 GHz (0,66 μm)
Hátíðnistraumar dreifast nánast eingöngu innan nikkellagsins, frekar en koparlagsins
Samkvæmt prófunum í iðnaði eykur ENIG tapið um það bil 19,3% samanborið við beran kopar á 10 GHz; Aukning um það bil 25,1% við 20 GHz
Á 28 GHz tíðnisviðinu getur ENIG innleitt viðbótarinnsetningartap sem nemur um það bil 0,06-0,15 dB/cm samanborið við beran kopar

2. Áhrifastigið fer eftir þykkt nikkellagsins
Nikkellagið jókst úr 3 μm í 6 μm, sem leiddi til um það bil 15% aukningar á merkjatapi
Gulllagið jókst úr 0,03 μm í 0,1 μm og tapið jókst um 5% (áhrifin eru mun minni en nikkellagið)

3. Önnur óbein áhætta
Hætta á svörtum lóðmálmi: tæringu og oxun nikkellags, afar lítill vélrænni styrkur lóðmálmsliða
Grófleiki nikkellagsins er tiltölulega hár, sem eykur enn frekar brautarviðnám og endurspeglun

Gildismörk
Þegar notkunartíðnin er undir 10 GHz og tapsáætlunin er laus er heildarkostnaður-hagkvæmni mikill
Sviðsmyndir sem krefjast langtíma-geymslu (yfir 12 mánuði) og margar viðgerðir
Ekki er mælt með millimetrabylgjutíðni yfir 20 GHz

3, Áhrif Immersion Silver á merki
Uppbygging og meginregla
Sökkvandi silfur setur mjög þunnt lag af hreinu silfri á koparyfirborðið með tilfærsluviðbrögðum, með þykkt venjulega á bilinu 0,1 til 0,3 μm.

Merkjaáhrifagreining
1. Ákjósanlegur há-afköst
Viðnám silfurs (1,59 μ Ω· cm) er aðeins lægra en kopars, sem gerir það að leiðandi málmi allra málma
Þykkt silfurlagsins (0,1~0,3 μm) er þynnri samanborið við húðdýptina 10 GHz (0,66 μm), og há-tíðnistraumur getur samt farið vel inn í koparlagið
Viðbótartapið er nánast hverfandi og er vingjarnlegasta yfirborðsmeðferðarferlið fyrir hátíðnimerki
2. Góð yfirborðssléttleiki
Yfirborð silfurlagsins er þétt og slétt, sem dregur úr dreifingartapi af völdum grófleika
Á millimetra bylgjutíðnisviðinu (yfir 30 GHz) eru kostir flatneskju sérstaklega mikilvægir

Áreiðanleikaáskorun (kostnaður)
1. Silfurflutningur
Við mikla raka og hlutdrægni, flytja silfurjónir eftir PCB yfirborðinu til að mynda dendritic kristalla
Leki eða jafnvel skammhlaup getur orðið á milli lóðmálmúða með fínu bili (minna en eða jafnt og 0,5 mm)
Hátíðni mismunapör eða microstrip línur verða sérstaklega fyrir áhrifum
2. Brennisteinsmyndun og oxun
Mjög viðkvæm fyrir súlfíðum, getur breytt lit eftir útsetningu fyrir lofti í nokkrar klukkustundir

Hefur áhrif á suðuhæfni og snertiþolsstöðugleika

Lokaðu vandlega umbúðunum og stjórnaðu útsetningartímanum áður en plásturinn er settur á
3. Stutt geymsluþol
Venjulega aðeins 6-12 mánuðir, mun lægra en meira en 12 mánuðir af dýfingu í gulli

Gildismörk
Hátíðni RF yfir 10 GHz, 5G millimetra bylgja, ratsjá, gervihnattasamskipti
Háhraða merkjatenglar sem krefjast mjög lágs innsetningartaps
Notið með varúð í miklum raka, utandyra og iðnaðarumhverfi (þarfnast þriggja sönnunar málningar og aukins púðabils)
Langtíma geymsluvörur

4, Áhrif Immersion Tin á merki
Uppbygging og meginregla
Útfelling hreins tinlags á koparflöt, venjulega með þykkt 0,8-1,2 μm.

Merkjaáhrifagreining
1. Há-tíðnistapið er verulega meira en silfurútfellingin
Viðnám tins er 6,4 sinnum það sem kopar er (11,0 × 10 ⁻⁸Ω· m)
Þykkt tinlagsins (0,8~1,2 μm) nálgast eða fer yfir húðdýptina (0,66 μm) við 10 GHz
Hátíðnistraumur breiðist aðallega út í tinlaginu með mikla viðnám, með verulegu innsetningartapi
2. Flatness kostur (eini hápunkturinn)
Yfirborð útfellda tinsins er mjög slétt og ójöfnur tap leiðarans er lítið
Þessi kostur hefði átt að vera meira áberandi á millimetrabylgjutíðnisviðinu, en hann var á móti mikilli viðnámsgetu tinsins sjálfs

Áreiðanleikaáskorun
1. Tin whisker Growth
Meðan á streitulosunarferli tinilagsins stendur, vaxa míkrómetra stærð nálar eins og whiskers sjálfkrafa
Þröngt bil á milli lóðmálmúða getur valdið skammhlaupi með hléum
Langtímaógnun við samkvæmni við há-tíðniviðnám
2. Vöxtur IMC lags
Kopartin millimálmasambönd (Cu ₆ Sn ₅ o.s.frv.) halda áfram að vaxa jafnvel við stofuhita
Viðnám IMC er mun hærra en hreins tins og eykst með öldrun
Hæg aukning á snertiviðnámi er óviðunandi fyrir RF framhliðar-tæki sem krefjast mikils fasastöðugleika
3. Takmarkaður geymsluþol
Langtímageymsla er viðkvæm fyrir oxun og aflitun

Gildismörk
Lágtíðniforrit undir 10 GHz
Sviðsmyndir með miklar kröfur um flatneskju og samhæfni við lóðmálmur, svo sem rafeindatækni fyrir bíla og iðnaðarstýriborð
Ekki mælt með fyrir RF/millimetra bylgjuatburðarás
Forrit sem krefjast mjög mikils fasastöðugleika

•  
•  

• 6, Tillögur um valákvörðun
  Veldu eftir atburðarás forrita
  1. Millimeter wave/ultra-high frequency (>20 GHz, eins og 5G millimetra bylgja, 77G radar)

  Ákjósanlegt: Silfurdýfing - með lægsta háa-tíðnistapinu og bestu rafafköstum

  Stuðningsráðstafanir: lofttæmilokaðar umbúðir, eftirlit með váhrifatíma fyrir plástur, notkun þriggja sönnunarmálningar til að bæla silfurflæði

  Ef samsetningarferlisstýringarmöguleikinn er sterkur er OSP fullkominn kostur með litlum tapi (en hefur stuttan geymslutíma og er ekki ónæmur fyrir margfalt endurflæði)

  2. Hátíðni RF (5-20 GHz, eins og 5G Sub-6G, WiFi 6E)

  Fyrsti kostur: Sökkvandi silfur - ákjósanlegur árangur, á sama tíma og suðuhæfni er tekin til greina

  Valkostur: Að sökkva gulli (þegar tapið er nægjanlegt), gaum að því að stjórna þykkt nikkellagsins innan 3-4 μm

  3. Mið lág tíðni (<5 GHz)+high reliability requirements

  Fyrsti kostur: Sökkvandi gull - sterk oxunarþol, langur geymsluþol, stöðug suðu

  Ef viðkvæmt fyrir kostnaði: Tinútfelling (athugaðu hættuna á tini sleikjum og bakstri til að létta álagi)

•  

   

  4. Sviðsmyndir eins og bílaratsjá sem krefjast stífni fyrir flatneskju

  Tinútfelling+bakstur streitulosunarferli - ákjósanlegur flatleiki, en strangt eftirlit með tini hárhúð og IMC vexti er krafist

  Mikilvæg viðbót: Ekki hunsa grófleika koparþynnunnar
  Sama hvaða yfirborðsmeðferð er valin, grófleiki undirliggjandi koparþynnu hefur oft meiri áhrif á há-tíðnistap en yfirborðsmeðferðin sjálf:

  Við háa tíðni getur munurinn á leiðaratapi af völdum mismunandi grófleika náð 0,3 ~ 0,5 dB/nch

  Hátíðniplötur verða að vera paraðar með VLP/HVLP koparþynnum með lágum grófleika og hannað í tengslum við yfirborðsmeðferðarferli.

  Fyrra örætingarferlið getur einnig haft áhrif á endanlega yfirborðsgrófleika og nauðsynlegt er að hafa skýr samskipti við borðverksmiðjuna

•