Kuidas valida kõrgsageduslike trükkplaatide{0}}pinnatöötlust? Kulla, hõbeda ja tina vajumise mõju signaalidele analüüs

Allpool analüüsime süstemaatiliselt kõrgsageduslike trükkplaatide pinnatöötluse valikut neljast dimensioonist: nahaefekti põhimõte, kolme protsessi signaali mõjumehhanism, mõõdetud andmete võrdlus ja valikuotsus.

Allpool analüüsime süstemaatiliselt kõrgsageduslike trükkplaatide pinnatöötluse valikut neljast dimensioonist: nahaefekti põhimõte, kolme protsessi signaali mõjumehhanism, mõõdetud andmete võrdlus ja valikuotsus.

2, ENIGi mõju signaalidele
Struktuur ja põhimõte
Kulla sadestamise protsessi struktuur on: vasepind+niklikiht (3-5 μm)+kullakiht (0,05~0,15 μm). Kullakiht on äärmiselt õhuke ja tegelik põhiosa on niklikiht.

Signaali mõju analüüs
1. Kõrge sageduse{1}}kadude märkimisväärne suurenemine
Nikli eritakistus on rohkem kui neli korda suurem vase omast ja niklikihi paksus (3–5 μm) on palju suurem kui naha sügavus sagedusel 10 GHz (0,66 μm)
Kõrgsageduslikud voolud levivad peaaegu täielikult niklikihis, mitte vasekihis
Tööstustestide kohaselt suurendab ENIG kadusid ligikaudu 19,3% võrreldes palja vasega sagedusel 10 GHz; Suurendage umbes 25,1% 20 GHz juures
28 GHz sagedusribal võib ENIG tuua kaasa täiendava sisestuskadu ligikaudu 0,06–0,15 dB/cm võrreldes palja vasega

2. Löögi aste sõltub niklikihi paksusest
Niklikiht suurenes 3 μm-lt 6 μm-le, mille tulemuseks oli signaalikadu ligikaudu 15% suurenemine
Kullakiht suurenes 0,03 μm-lt 0,1 μm-ni ja kadu suurenes umbes 5% (mõju on palju väiksem kui niklikihil)

3. Muud kaudsed riskid
Musta jootepadja oht: niklikihi korrosioon ja oksüdatsioon, jooteühenduste ülimalt madal mehaaniline tugevus
Niklikihi karedus on suhteliselt kõrge, suurendades veelgi tee takistust ja peegeldust

Kohaldatavuse piir
Kui töösagedus on alla 10 GHz ja kadude eelarve on tühi, on üldine kuluefektiivsus kõrge
Stsenaariumid, mis nõuavad pikaajalist-ladustust (üle 12 kuu) ja mitut remonti
Millimeeterlaine sagedused üle 20 GHz ei ole soovitatavad

3, Immersion Silver mõju signaalidele
Struktuur ja põhimõte
Uppuv hõbe ladestab nihkereaktsiooni kaudu vase pinnale väga õhukese kihi puhast hõbedat, mille paksus jääb tavaliselt vahemikku 0,1–0,3 μm.

Signaali mõju analüüs
1. Optimaalne kõrgsageduslik-jõudlus
Hõbeda eritakistus (1,59 μ Ω· cm) on veidi madalam kui vasel, mistõttu on see metallide seas kõige juhtivam metall
Hõbedakihi paksus (0,1–0,3 μm) on õhem kui naha sügavus 10 GHz (0,66 μm) ja kõrge sagedusega vool pääseb vasekihti siiski hästi
Lisakadu on peaaegu tühine ja see on kõrge sagedusega signaalide jaoks kõige sõbralikum pinnatöötlusprotsess{0}}
2. Hea pinnatasasus
Hõbedakihi pind on tihe ja sile, vähendades kareduse põhjustatud hajuvuskadusid
Millimeeterlaine sagedusalas (üle 30 GHz) on tasasuse eelised eriti olulised

Usaldusväärsuse väljakutse (kulu)
1. Hõbedane ränne
Kõrge niiskuse ja nihkes keskkonnas migreeruvad hõbedaioonid mööda PCB pinda, moodustades dendriitkristalle
Peene vahekaugusega jootepatjade vahel (vähem kui 0,5 mm või sellega võrdne) võib tekkida leke või isegi lühis.
Eriti mõjutatud on kõrgsageduslikud diferentsiaalpaarid või mikroribaliinid
2. Vääveldamine ja oksüdatsioon
Väga tundlik sulfiidide suhtes, võib pärast mitmetunnist õhu käes viibimist muuta värvi

Mõjutab keevitatavust ja kontakttakistuse stabiilsust

Enne plaastri paigaldamist sulgege pakend rangelt ja kontrollige kokkupuute aega
3. Lühike säilivusaeg
Tavaliselt ainult 6-12 kuud, mis on palju madalam kui rohkem kui 12 kuud kullasse kastmist

Kohaldatavuse piir
Kõrgsageduslik raadiosagedus üle 10 GHz, 5G millimeeterlaine, radar, satelliitside
Kiired signaalilingid, mis nõuavad äärmiselt väikest sisestuskadu
Kasutage ettevaatlikult kõrge õhuniiskusega, välis- ja tööstuskeskkondades (nõuab kolme värvikindlat värvi ja suuremat padjavahet)
Pikaajalise ladustamise tooted

4, Immersion Tin mõju signaalidele
Struktuur ja põhimõte
Puhta tinakihi ladestamine vase pinnale, tavaliselt paksusega 0,8-1,2 μm.

Signaali mõju analüüs
1. Kõrge-sageduse kadu on oluliselt suurem kui hõbeda sadestumise korral
Tina eritakistus on 6,4 korda suurem kui vasel (11,0 × 10 ⁻⁸Ω· m)
Tinakihi paksus (0,8–1,2 μm) läheneb või ületab naha sügavust (0,66 μm) sagedusel 10 GHz
Kõrgsagedusvool levib peamiselt suure takistusega tinakihis, millega kaasneb märkimisväärne sisestuskadu
2. Tasasuse eelis (ainus esiletõst)
Sadestunud tina pind on äärmiselt sile ja juhi kareduskadu on väike
See eelis oleks pidanud olema millimeeterlaine sagedusalas silmatorkavam, kuid selle kompenseeris tina enda kõrge takistus

Usaldusväärsuse väljakutse
1. Tin Whisker Growth
Tinakihi pingevabastuse käigus kasvavad spontaanselt mikromeetri suurused nõelad nagu vurrud
Kitsad vahed jootepatjade vahel võivad põhjustada vahelduvaid lühiseid
Pikaajaline oht{0}}kõrgsagedusliku impedantsi järjepidevusele
2. IMC kihi kasv
Vase tina intermetallilised ühendid (Cu ₆ Sn ₅ jne) jätkavad kasvu isegi toatemperatuuril
IMC eritakistus on palju suurem kui puhtal tinal ja see suureneb koos vananemisega
Kontakttakistuse aeglane suurenemine on vastuvõetamatu RF esiotsa{0}}seadmete puhul, mis nõuavad suurt faasistabiilsust
3. Piiratud säilivusaeg
Pikaajalisel ladustamisel on oht oksüdeeruda ja värvimuutusteks

Kohaldatavuse piir
Madalsageduslikud rakendused alla 10 GHz
Stsenaariumid, millel on kõrged nõuded tasasuse ja joodisega ühilduvuse osas, nt autoelektroonika ja tööstuslikud juhtpaneelid
Pole soovitatav RF/millimeeterlaine stsenaariumide puhul
Rakendused, mis nõuavad ülikõrget faasistabiilsust

•  
•  

• 6, valikuotsuse ettepanekud
  Valige rakenduse stsenaariumi järgi
  1. Millimeter wave/ultra-high frequency (>20 GHz, näiteks 5G millimeeterlaine, 77G radar)

  Eelistatud: hõbedane keelekümblus - madalaima kõrge-sageduskadu ja parima elektrilise jõudlusega

  Toetusmeetmed: vaakumkinnitatud pakend, kokkupuuteaja kontroll enne plaastrit, kolme kaitsevärvi kandmine hõbeda migratsiooni tõkestamiseks

  Kui montaažiprotsessi juhtimisvõime on tugev, on OSP parim väikese kadu valik (kuid sellel on lühike säilitusaeg ja see ei ole vastupidav mitmekordsele tagasivoolule)

  2. Kõrgsageduslik RF (5–20 GHz, nt 5G Sub-6G, WiFi 6E)

  Esimene valik: hõbedane - optimaalne jõudlus, arvestades ka keevitatavust

  Alternatiiv: Kulla uppumine (kui kahjueelarve on piisav), pöörake tähelepanu niklikihi paksuse kontrollimisele 3-4 μm piires

  3. Keskmine madalsagedus (<5 GHz)+high reliability requirements

  Esimene valik: vajuv kuld - tugev oksüdatsioonikindlus, pikk säilivusaeg, stabiilne keevitamine

  Kui kulutundlik: tina sadestumine (pange tähele tina vurrude tekkimise ohtu ja küpsetage stressi leevendamiseks)

•  

   

  4. Stsenaariumid, nagu autoradar, mis nõuavad jäikust tasasuse saavutamiseks

  Tina sadestamine+küpsetuspinge leevendamise protsess - optimaalne tasapind, kuid vajalik on tina vurrude ja IMC kasvu range kontroll

  Oluline täiendus: ärge ignoreerige vaskfooliumi karedust
  Olenemata sellest, milline pinnatöötlus on valitud, mõjutab selle all oleva vaskfooliumi karedus sageli suuremat-sageduskadu kui pinnatöötlus ise:

  Kõrgetel sagedustel võib erinevast karedusest põhjustatud juhtmekadude erinevus ulatuda 0,3–0,5 dB/nch.

  Kõrgsagedusplaadid tuleb siduda VLP/HVLP madala karedusega vaskfooliumiga ja projekteerida koos pinnatöötlusprotsessidega

  Eelmine mikrosöövitusprotsess võib samuti mõjutada lõplikku pinnakaredust ja vajalik on selge suhtlus plaaditehasega

•