Bagaimana Untuk Memilih Rawatan Permukaan Untuk Papan Pcb -Kekerapan Tinggi? Analisis Kesan Emas Tenggelam, Perak Tenggelam, Dan Timah Tenggelam Pada Isyarat

Di bawah, kami akan menganalisis secara sistematik pemilihan rawatan permukaan pcb frekuensi tinggi-dari empat dimensi: prinsip kesan kulit, mekanisme pengaruh isyarat bagi tiga proses, perbandingan data yang diukur dan keputusan pemilihan.

Di bawah, kami akan menganalisis secara sistematik pemilihan rawatan permukaan pcb frekuensi tinggi-dari empat dimensi: prinsip kesan kulit, mekanisme pengaruh isyarat bagi tiga proses, perbandingan data yang diukur dan keputusan pemilihan.

2, Pengaruh ENIG pada isyarat
Struktur dan Prinsip
Struktur proses pemendapan emas ialah: permukaan tembaga+lapisan nikel (3-5 μm)+lapisan emas (0.05~0.15 μm). Lapisan emas sangat nipis, dan badan utama sebenar ialah lapisan nikel.

Analisis Kesan Isyarat
1. Peningkatan ketara dalam-kehilangan frekuensi tinggi
Kerintangan nikel adalah lebih daripada empat kali ganda kuprum, dan ketebalan lapisan nikel (3-5 μm) jauh lebih besar daripada kedalaman kulit pada 10 GHz (0.66 μm)
Arus frekuensi tinggi merambat hampir keseluruhannya dalam lapisan nikel, bukannya lapisan kuprum
Menurut ujian industri, ENIG meningkatkan kerugian kira-kira 19.3% berbanding tembaga kosong pada 10 GHz; Meningkat lebih kurang 25.1% pada 20 GHz
Pada jalur frekuensi 28 GHz, ENIG boleh memperkenalkan kehilangan sisipan tambahan kira-kira 0.06-0.15 dB/cm berbanding kuprum kosong

2. Tahap impak bergantung pada ketebalan lapisan nikel
Lapisan nikel meningkat daripada 3 μ m kepada 6 μ m, mengakibatkan peningkatan kira-kira 15% dalam kehilangan isyarat
Lapisan emas meningkat daripada 0.03 μ m kepada 0.1 μ m, dan kerugian meningkat kira-kira 5% (impaknya jauh lebih kecil daripada lapisan nikel)

3. Risiko tersirat lain
Risiko pad pateri hitam: kakisan dan pengoksidaan lapisan nikel, kekuatan mekanikal sambungan pateri yang sangat rendah
Kekasaran lapisan nikel agak tinggi, meningkatkan lagi impedans laluan dan pantulan

Sempadan Kebolehgunaan
Apabila kekerapan operasi di bawah 10 GHz dan belanjawan kerugian adalah longgar, keberkesanan kos komprehensif-adalah tinggi
Senario yang memerlukan-storan jangka panjang (melebihi 12 bulan) dan pelbagai pembaikan
Frekuensi gelombang milimeter melebihi 20 GHz tidak disyorkan

3, Pengaruh Perak Rendaman pada isyarat
Struktur dan Prinsip
Perak yang tenggelam memendapkan lapisan perak tulen yang sangat nipis pada permukaan tembaga melalui tindak balas sesaran, dengan ketebalan biasanya antara 0.1 hingga 0.3 μ m.

Analisis Kesan Isyarat
1. Prestasi frekuensi tinggi-yang optimum
Kerintangan perak (1.59 μ Ω· cm) adalah lebih rendah sedikit daripada kuprum, menjadikannya logam yang paling konduktif di antara semua logam
Ketebalan lapisan perak (0.1~0.3 μ m) adalah lebih nipis berbanding dengan kedalaman kulit 10 GHz (0.66 μm), dan arus frekuensi tinggi-masih boleh memasuki lapisan kuprum dengan baik
Kerugian tambahan hampir boleh diabaikan dan merupakan proses rawatan permukaan yang paling mesra untuk -isyarat frekuensi tinggi
2. Kerataan permukaan yang baik
Permukaan lapisan perak adalah padat dan licin, mengurangkan kehilangan hamburan yang disebabkan oleh kekasaran
Dalam jalur frekuensi gelombang milimeter (melebihi 30 GHz), faedah kerataan adalah amat ketara

Cabaran Kebolehpercayaan (Kos)
1. Penghijrahan Perak
Di bawah kelembapan yang tinggi dan persekitaran bias, ion perak berhijrah di sepanjang permukaan PCB untuk membentuk kristal dendritik
Kebocoran atau litar pintas mungkin berlaku antara pad pateri dengan jarak yang halus (Kurang daripada atau sama dengan 0.5 mm)
Pasangan pembezaan frekuensi tinggi atau talian jalur mikro amat terjejas
2. Sulfurisasi dan pengoksidaan
Sangat sensitif kepada sulfida, boleh bertukar warna selepas terdedah kepada udara selama beberapa jam

Menjejaskan kebolehkimpalan dan kestabilan rintangan sentuhan

Tutup pembungkusan dengan ketat dan kawal masa pendedahan sebelum menggunakan tampalan
3. Jangka hayat simpanan yang singkat
Biasanya hanya 6-12 bulan, jauh lebih rendah daripada lebih daripada 12 bulan rendaman dalam emas

Sempadan Kebolehgunaan
RF frekuensi tinggi melebihi 10 GHz, gelombang milimeter 5G, radar, komunikasi satelit
Pautan isyarat berkelajuan tinggi yang memerlukan kehilangan sisipan yang sangat rendah
Gunakan dengan berhati-hati dalam kelembapan tinggi, luar dan persekitaran industri (memerlukan tiga cat kalis dan meningkatkan jarak pad)
Produk simpanan jangka panjang

4, Pengaruh Timah Rendaman pada isyarat
Struktur dan Prinsip
Pemendapan lapisan timah tulen pada permukaan tembaga, biasanya dengan ketebalan 0.8-1.2 μ m.

Analisis Kesan Isyarat
1. Kehilangan-kekerapan tinggi adalah jauh lebih besar daripada pemendapan perak
Kerintangan timah ialah 6.4 kali ganda daripada kuprum (11.0 × 10 ⁻⁸Ω· m)
Ketebalan lapisan timah (0.8~1.2 μ m) menghampiri atau melebihi kedalaman kulit (0.66 μ m) pada 10 GHz
Arus frekuensi tinggi terutamanya merambat dalam lapisan timah rintangan tinggi, dengan kehilangan sisipan yang ketara
2. Kelebihan kerataan (satu-satunya sorotan)
Permukaan timah termendap sangat licin, dan kehilangan kekasaran konduktor adalah kecil
Kelebihan ini sepatutnya lebih menonjol dalam jalur frekuensi gelombang milimeter, tetapi ia diimbangi oleh kerintangan tinggi timah itu sendiri

Cabaran Kebolehpercayaan
1. Pertumbuhan Misai Tin
Semasa proses pelepasan tegasan lapisan timah, jarum bersaiz mikrometer seperti misai tumbuh secara spontan
Jarak yang sempit antara pad pateri boleh menyebabkan litar pintas terputus-putus
Ancaman jangka panjang kepada konsistensi impedans frekuensi tinggi-
2. Pertumbuhan lapisan IMC
Sebatian antara logam timah kuprum (Cu ₆ Sn ₅, dsb.) terus berkembang walaupun pada suhu bilik
Kerintangan IMC jauh lebih tinggi daripada timah tulen, dan ia meningkat dengan penuaan
Peningkatan perlahan dalam rintangan sentuhan tidak boleh diterima untuk peranti-depan RF yang memerlukan kestabilan fasa tinggi
3. Hayat penyimpanan terhad
Penyimpanan jangka panjang terdedah kepada pengoksidaan dan perubahan warna

Sempadan Kebolehgunaan
Aplikasi frekuensi rendah di bawah 10 GHz
Senario dengan keperluan tinggi untuk kerataan dan keserasian pateri, seperti elektronik automotif dan papan kawalan industri
Tidak disyorkan untuk senario gelombang RF/milimeter
Aplikasi yang memerlukan kestabilan fasa yang sangat tinggi

•  
•  

• 6, Cadangan Keputusan Pemilihan
  Pilih mengikut senario aplikasi
  1. Millimeter wave/ultra-high frequency (>20 GHz, seperti gelombang milimeter 5G, radar 77G)

  Diutamakan: Rendaman perak - dengan kehilangan frekuensi-tinggi terendah dan prestasi elektrik terbaik

  Langkah-langkah sokongan: pembungkusan bermeterai vakum, kawalan masa pendedahan sebelum menampal, penggunaan tiga cat kalis untuk menyekat penghijrahan perak

  Jika keupayaan kawalan proses pemasangan adalah kukuh, OSP ialah pilihan kehilangan rendah yang muktamad (tetapi mempunyai tempoh penyimpanan yang singkat dan tidak tahan terhadap aliran semula berganda)

  2. RF frekuensi tinggi (5-20 GHz, seperti 5G Sub-6G, WiFi 6E)

  Pilihan pertama: Perak tenggelam - prestasi optimum, sambil turut mempertimbangkan kebolehkimpalan

  Alternatif: Emas tenggelam (apabila anggaran kerugian mencukupi), beri perhatian untuk mengawal ketebalan lapisan nikel dalam 3-4 μ m

  3. Frekuensi sederhana rendah (<5 GHz)+high reliability requirements

  Pilihan pertama: Emas tenggelam - rintangan pengoksidaan yang kuat, hayat penyimpanan yang lama, kimpalan yang stabil

  Jika kos sensitif: Pemendapan timah (perhatikan risiko misai tin dan bakar untuk melegakan tekanan)

•  

   

  4. Senario seperti radar automotif yang memerlukan ketegaran untuk kerataan

  Pemendapan timah+proses pelepasan tekanan penaik - kerataan optimum, tetapi kawalan ketat misai timah dan pertumbuhan IMC diperlukan

  Tambahan penting: Jangan abaikan kekasaran kerajang tembaga
  Tidak kira rawatan permukaan yang dipilih, kekasaran kerajang kuprum yang mendasari selalunya memberi kesan yang lebih besar pada-kehilangan frekuensi tinggi berbanding rawatan permukaan itu sendiri:

  Pada frekuensi tinggi, perbezaan kehilangan konduktor yang disebabkan oleh kekasaran yang berbeza boleh mencapai 0.3~0.5 dB/nch

  Papan frekuensi tinggi mesti dipasangkan dengan kerajang tembaga kekasaran rendah VLP/HVLP dan direka bentuk bersama dengan proses rawatan permukaan

  Proses goresan mikro sebelumnya juga boleh menjejaskan kekasaran permukaan akhir, dan komunikasi yang jelas dengan kilang papan diperlukan

•