Theimmersioonkuldne trükkplaatprotsessist, millel on suurepärane elektriline jõudlus ja hea joottavus, on saanud üks peamisi protsesse trükkplaatide kvaliteedi ja töökindluse parandamisel. Sukelduspaksuse standardi täpne juhtimine mängib otsustavat rolli trükkplaatide stabiilse toimimise tagamisel erinevates rakendusstsenaariumides.
Ülevaade kullakümblustehnoloogia põhialuste kohta
Sukelduskulla protsess, mida tuntakse ka keemilise nikeldamise sukelduskullana, hõlmab niklikihi sadestamist trükkplaadi vase pinnale keemilise katmise teel ja seejärel kullakihi sukeldamist niklikihi pinnale. Niklikiht tõkkekihina võib takistada vase ja kulla difusiooni, parandada kullakihi adhesiooni ja stabiilsust; Kuldkiht tagab suurepärase juhtivuse, korrosioonikindluse ja keevitatavuse. Elektroonikaseadmete töötamise ajal võib stabiilne kullakiht tagada tõhusa signaaliedastuse, vältida oksüdatsioonist ja korrosioonist tingitud liinitõrkeid ning tagada elektroonikaseadmete pikaajalise töökindluse{2}.
Kuldkümbluspaksuse standardi määramise alus
Elektrilised jõudlusnõuded: Hea juhtivuse tagamiseks peab kullakihi paksus olema teatud. Kõrgsagedusliku-signaali edastamise stsenaariumide korral võib paksem kullakiht vähendada signaali edastamise takistust ja nahaefekti, vähendades seeläbi signaali kadu ja moonutusi. Näiteks 5G side tugijaamade trükkplaadil on kiire ja suure võimsusega andmeedastuse nõuete täitmiseks tavaliselt vaja kullakihi paksust 0,05–0,1 μm.
Keevitamisega seotud kaalutlused: Sobiv kullakihi paksus on usaldusväärse keevituse saavutamise aluseks. Õhuke kullakiht lahustub keevitusprotsessi käigus joodisega kergesti, mis põhjustab kehva keevitamise; Liigne paksus võib mõjutada jooteühenduste mehaanilisi omadusi ja põhjustada hapraid jooteühendusi. Elektroonikaseadmete keevitamisel saab ideaalse keevitusefekti saavutada, kui kullakihi paksus on vahemikus 0,02-0,05 μm, tagades jootekoha tugevuse ja hea mehaanilise tugevusega.
Korrosioonikindluse nõue: kullal on suurepärane korrosioonikindlus, kuid kui paksus on ebapiisav, võib kullakiht karmides keskkondades, nagu niiskus, happesus ja leeliselisus, järk-järgult erodeerida, paljastades seeläbi sisemise vasekihi ja põhjustades korrosiooni. Keeruliste keskkondadega (nt välistingimustes kasutatavad elektroonikaseadmed ja tööstuslikud juhtimisseadmed) kasutatavate PCB-plaatide puhul peab kullakihi paksus sageli ulatuma 0,1-0,2 μm-ni, et suurendada nende pikaajalist korrosioonikindlust ja tagada seadmete stabiilne töö karmides keskkondades.
Paksusnõuded erinevates rakendustes
Tarbeelektroonikatooted, nagu nutitelefonid, tahvelarvutid jne, on PCB-plaatide suuruse ja maksumuse suhtes tundlikud. Keelekümbluse paksus on tavaliselt vahemikus 0,02-0,05 μm, mis vastab toote elektrilise jõudluse, keevitatavuse ja korrosioonikindluse nõuetele tavalistes sisetingimustes, kontrollides samal ajal tõhusalt kulusid. Võttes näiteks nutitelefonide emaplaate, võib selles paksusvahemikus olev immersioonkuld-protsess tagada usaldusväärse jootmise ja kiipide, komponentide jms pikaajalise stabiilse töö, täites samal ajal toote hõrenemise ja kulude kontrollimise nõudeid.
Autoelektroonika valdkonnas peavad mootorsõiduki elektroonikaseadmed hakkama saama keeruliste töötingimustega, nagu kõrge temperatuur, vibratsioon ja niiskus, ning neil on trükkplaatidele ülikõrged töökindlusnõuded. Mootori juhtseadmete, autode meelelahutussüsteemide jms trükkplaadi kullakihi paksus on tavaliselt 0,05-0,1 μm. Näiteks ECU pcb-plaat töötab pikka aega mootoriruumi kõrge temperatuuriga keskkonnas. Sobiva paksusega kullakiht võib tagada stabiilse signaaliülekande, vältida jooteühenduste rikkeid korrosiooni, vibratsiooni ja muude tegurite tõttu ning tagada auto mootori täpse juhtimise ja töökindla töö.
Lennundustooted: need tooted nõuavad PCB-plaatidelt ülimat jõudlust ja töökindlust. Kosmosesõidukite elektroonilistes juhtimissüsteemides ja radariseadmetes on veekümbluse paksuse nõue rangem, üldiselt vahemikus 0,1–0,2 μm. Karmides tingimustes, nagu äärmuslik temperatuur ja tugevad elektromagnetilised häired, võib piisavalt paks kullakiht tagada, et trükkplaadi elektriline jõudlus ei muutu, jooteühendused on kindlad ja töökindlad ning seadmete stabiilsus ja täpsus kriitiliste ülesannete täitmisel keerukates keskkondades on tagatud.
Sukeldumise paksuse kontroll ja tuvastamine
Protsessi juhtimine: kulla sukeldamise protsessis saavutatakse kullakihi paksuse täpne juhtimine selliste parameetrite nagu plaadistuslahuse kontsentratsiooni, temperatuuri, pH väärtuse ja reaktsiooniaja täpse juhtimisega. Täiustatud automatiseeritud tootmisseadmed saavad neid parameetreid reaalajas jälgida ja reguleerida, tagades, et iga trükkplaatide partii sukeldumispaksus on ühtlane ja ühtlane. Näiteks kontsentratsioonianduri lisamine plaadistuslahusele võib õigeaegselt täiendada reaktiivi vastavalt kullaioonide kontsentratsiooni muutustele plaadistuslahuses, säilitada plaadistuslahuse stabiilsust ja seega tagada sademekihi paksuse täpsuse.
Tuvastamismeetodid: levinumate tuvastamismeetodite hulka kuuluvad röntgenfluorestsentsspektromeeter ja skaneeriv elektronmikroskoop. XRF suudab kiiresti ja mittepurustavalt tuvastada kullakihi pinna elementide koostist ja paksust. Võrreldes standardsete proovidega saab kullakihi paksust täpselt mõõta. SEM suudab jälgida trükkplaadi ristlõiget-mikroskoopilisel tasemel, intuitiivselt mõõta kulla- ja niklikihtide paksust ning hinnata nende liidese sidumist. Tootmisprotsessi ajal võib trükkplaatide regulaarne proovide võtmine nende kahe meetodi abil kiiresti tuvastada paksuse kõrvalekaldeid ja tagada, et toote kvaliteet vastab kullakümbluspaksuse standardile.