No processo de tratamento de superfície de PCB, o ouro de imersão e o banho de ouro são duas técnicas amplamente utilizadas que podem melhorar a condutividade e a resistência à oxidação da superfície do PCB, garantindo a confiabilidade da soldagem e do contato dos componentes. No entanto, existem diferenças significativas nos princípios do processo e nas características de desempenho entre os dois. Se o processo errado for selecionado, isso poderá levar a problemas como desempenho abaixo do padrão do produto e custos excessivos. Para fazer escolhas precisas, é necessário começar com cinco indicadores principais: cenários aplicáveis, condições de superfície, desempenho combinado, controlo de custos e processamento subsequente, esclarecer as principais diferenças entre os dois e evitar seguir cegamente tendências ou tomar decisões baseadas apenas na experiência.
1, Cenários aplicáveis
Os cenários aplicáveis de ouro por imersão e banho de ouro são essencialmente determinados pelas suas características de desempenho e precisam ser selecionados com base no ambiente de uso do produto e nos requisitos funcionais.
O processo de ouro por imersão é mais adequado para cenários que exigem alta estabilidade de transmissão de sinal devido à camada superficial de ouro uniforme e fina. Por exemplo, placas de circuito impresso em equipamentos de comunicação e instrumentos de precisão exigem condutividade estável em seus pontos de contato de superfície (como interfaces de conectores e pontos de teste) durante um longo período de tempo. O desempenho uniforme da camada de deposição de ouro reduz as perdas durante a transmissão do sinal e evita interferência de sinal causada por mau contato. Ao mesmo tempo, a estabilidade química da camada de ouro depositada é forte e não é facilmente oxidada em ambientes complexos, como umidade e alta temperatura. Portanto, também é comumente usado em produtos com requisitos rígidos de confiabilidade, como eletrônicos médicos e equipamentos de controle industrial.
A espessura da camada de ouro no processo de folheamento de ouro (geralmente referindo-se ao ouro galvanizado) pode ser ajustada de forma flexível e a dureza da superfície é relativamente alta, tornando-a mais adequada para cenários de contato que exigem inserção e fricção frequentes. Por exemplo, conectores, contatos de botão e outras peças enfrentarão atritos repetidos durante o uso-de longo prazo, e uma camada mais espessa de revestimento de ouro pode resistir ao desgaste e prolongar a vida útil; Além disso, em alguns cenários onde a capacidade de transporte de corrente é necessária (como contatos condutores de módulos de energia), as características de alta condutividade e camada espessa da camada folheada a ouro podem reduzir a geração de calor durante a transmissão de corrente e garantir a estabilidade do circuito. No entanto, se o produto não exigir fricção frequente ou corrente elevada, a dependência excessiva de processos de folheamento a ouro pode resultar em desperdício de custos.
2, Condição da superfície
Um dos principais objetivos do tratamento de superfície de PCB é fornecer um estado de superfície estável para soldagem ou contato subsequente. A diferença entre ouro de imersão e folheado a ouro neste indicador afeta diretamente a qualidade de montagem do produto.
A camada de ouro formada pelo processo de deposição de ouro pertence à "deposição química", com superfície lisa e uniforme, e a camada de ouro está firmemente ligada à camada de níquel subjacente, quase sem defeitos como furos ou arranhões. Este estado de superfície lisa pode espalhar uniformemente a solda durante a soldagem, reduzindo a probabilidade de soldagem virtual e soldagem falsa, especialmente adequado para soldar componentes de passo fino - a área de contato entre os pinos do componente e as almofadas PCB é pequena e se a superfície for irregular, é fácil causar falha na soldagem. Ao mesmo tempo, a uniformidade da camada de ouro depositada também torna a resistência de contato mais estável, evitando flutuações de resistência causadas por irregularidades superficiais nos pontos de contato.
O processo de revestimento de ouro (revestimento de ouro galvanizado) pode ter textura leve ou espessura irregular na superfície devido à "deposição eletrolítica" (especialmente em áreas complexas, como bordas de PCB e paredes de furos), mas esse problema pode ser melhorado através da otimização do processo. Mais importante ainda, a dureza da camada folheada a ouro é maior do que a da camada de imersão e a resistência ao desgaste superficial é mais forte. Mesmo que fique exposto ao ar por muito tempo, não é fácil causar arranhões devido ao leve atrito. No entanto, deve-se notar que se o processo de folheamento de ouro não for devidamente controlado, pode ocorrer o problema de "fragilidade do ouro" causado pelo excesso de camada de ouro, o que por sua vez afeta o desempenho da soldagem - quando a solda é combinada com uma camada excessiva de ouro, compostos frágeis são facilmente gerados, reduzindo a resistência mecânica da junta de solda.
3, Combinando desempenho
As camadas de ouro depositadas e banhadas-a ouro não estão diretamente fixadas ao substrato da PCB, mas são conectadas através do metal subjacente (principalmente camada de níquel). A diferença no desempenho da ligação entre os dois e a camada subjacente afeta a durabilidade-de longo prazo do PCB.
No processo de deposição de ouro, a camada de ouro é depositada na superfície da camada de níquel através de reações químicas. A ligação entre ouro e níquel pertence à "ligação química", com forte adesão e fina espessura da camada de ouro (geralmente 0,1-0,5 mícrons), que não causará delaminação devido ao estresse da própria camada de ouro. Em testes subsequentes de ciclos de temperatura e vibração, a camada de ouro depositada não é propensa a se desprender ou descascar, tornando-a adequada para produtos com altos requisitos de adaptabilidade ambiental, como eletrônicos automotivos, que precisam suportar flutuações de temperatura de -40 graus a 125 graus. A forte adesão da camada de ouro depositada pode garantir estabilidade a longo prazo.
A camada de ouro do processo de folheamento de ouro é depositada na superfície da camada de níquel por meio de eletrólise, que pertence à "ligação física". A adesão é muito afetada pelos parâmetros do processo, como densidade de corrente e tempo de galvanização. Se os parâmetros do processo não forem bem controlados, pode haver lacunas entre a camada de ouro e a camada de níquel, o que pode facilmente levar ao descascamento da camada de ouro sob altas temperaturas, mudanças de umidade e outras condições ambientais. No entanto, a espessura da camada folheada a ouro pode ser ajustada de acordo com a demanda, e camadas de ouro mais espessas podem fornecer proteção mais abrangente para a camada subjacente de níquel, reduzindo o risco de oxidação do níquel - especialmente em placas de circuito impresso que exigem armazenamento de longo prazo-, camadas espessas folheadas a ouro têm melhores efeitos de proteção.
4, Controle de custos
O custo é um fator importante a considerar na escolha dos processos de tratamento de superfície, e a diferença de custo entre a deposição de ouro e o folheamento de ouro decorre principalmente de dois aspectos: a espessura da camada de ouro e a complexidade do processo.
A camada de ouro do processo de imersão é fina, a quantidade de ouro usada por unidade de área é pequena e o fluxo do processo é relativamente simples (sem necessidade de eletricidade, baixo investimento em equipamentos), portanto, o custo de imersão de um único metro quadrado de PCB é geralmente menor do que o do folheamento de ouro. Para produtos eletrônicos-produzidos em massa (como eletrodomésticos e dispositivos digitais comuns), o uso de PCB é grande, e a escolha do processo de imersão em ouro pode reduzir significativamente os custos gerais, ao mesmo tempo em que atende aos requisitos básicos de condutividade e resistência à oxidação. No entanto, o processo de deposição de ouro requer alta pureza de reagentes químicos. Se os reagentes não forem devidamente reciclados, poderá aumentar os custos ambientais, o que também é uma despesa implícita que algumas empresas precisam de considerar.
A camada de ouro do processo de folheamento de ouro é espessa e a quantidade de ouro utilizada é muito maior do que a da deposição de ouro. Além disso, o processo de galvanoplastia requer equipamentos especializados (como tanques de galvanoplastia e retificadores), que consomem mais energia e possuem maior complexidade de processo (exigindo controle de múltiplos parâmetros como corrente, temperatura, valor de pH, etc.). Portanto, o custo é muito superior ao da deposição de ouro. Normalmente, a tecnologia banhada a ouro é escolhida apenas em cenários com requisitos de desempenho claros (como conexões e desconexão frequentes, alta corrente), - como conectores-de última geração e contatos principais de equipamentos de controle industrial. Escolher cegamente o folheamento a ouro para "atualizar" pode levar a custos excessivos significativos e, em última análise, reduzir a relação custo-do produto.
5, Processamento subsequente
Após a conclusão do tratamento de superfície do PCB, ele ainda precisa passar por processos subsequentes, como soldagem e montagem. A compatibilidade entre imersão e folheamento a ouro no processamento posterior afeta diretamente a eficiência da produção e o rendimento do produto.
O estado da superfície do processo de imersão em ouro é estável e nenhum tratamento especial é necessário durante a soldagem. A solda possui boas propriedades umectantes e é adequada para linhas de produção de soldagem automatizadas. Ao mesmo tempo, a estabilidade química da camada de ouro de imersão é forte. Mesmo que o PCB seja armazenado por um período de tempo (como 1-3 meses) antes da montagem, a superfície não oxidará e poderá ser soldada diretamente sem reprocessamento, reduzindo os custos de retrabalho.
A adaptabilidade do processamento subsequente da tecnologia de folheamento de ouro precisa ser discutida caso a caso: para cenários que exigem soldagem, se a camada de ouro for muito espessa, o tratamento "de ouro" (como microgravação) precisa ser realizado antes da soldagem, caso contrário, é fácil causar juntas de solda quebradiças e aumentar a complexidade do processo; Mas para cenários que não exigem soldagem e são usados apenas para contato (como contatos de conectores), a alta resistência ao desgaste da camada folheada a ouro reduz o desgaste durante a montagem subsequente e, em vez disso, melhora a eficiência do processamento. Além disso, a espessura irregular da camada de ouro no processo de folheamento de ouro pode causar flutuações na resistência de contato. No processo de teste subsequente, é necessário adicionar uma etapa de detecção de resistência de contato para garantir que o desempenho de cada ponto de contato atenda ao padrão, o que também aumentará alguns custos de processamento.