Sideplatering

Hvad er sideplating?

Sidepladering, som vi ofte taler om i PCB-industrien, har et mere levende navn, der hedder "kantforzinkning", nogle gange også kaldet "Castellation". Man kan forestille sig, at man pålægger et lag "kopperbevægelse" på "siden" af kredsløbspladen - dette lag kopper dækker ikke kun overfladen, men strækker sig fra topaget af PCB'en til bunden og danner en komplet ledende forbindelsesbælte langs kanten. Dette lag kopper er ikke blot påsiddende på kantens overflade, men er helt forbundet med de ledende kobberfolier på toppen og bunden af PCB'en selv og danner en ledende bane, der går gennem hele pladens tykkelse. Endda i nogle designs vil kanterne af bestemte områder inde i pladen også blive metalliseret på denne måde, såsom kanterne af furer, snit eller adskillelsesområder, der er reserveret inde i PCB'en, som også vil bruge samme metalliseringsteknik til at gøre disse indre kanter ledende. Denne behandling kan omdanne PCB-kantens isolerede ramme, som oprindeligt kun tjente som fysisk støtte, til en funktionel ledende struktur, der kan deltage i kredsløbsforbindelsen.

Når denne lag af "kobbermaling" er færdiggjort, kan forskellige overfladebehandlinger udføres efter behov. For eksempel kan ENIG-processen anvendes, hvor et tyndt lag guld dækkes over kobberlaget for at gøre kantledningen mere stabil og oxidation modstandsdygtig; eller ved at bruge ENEPIG-processen, tilføjes et lag palladium-nikkel-overgang mellem guld og kobber for yderligere at forbedre pålideligheden; Hvis du prioriterer omkostnings-effektivitet, er hot air leveling (HASL) også et almindeligt valg. Ved at dække kobberlaget med smeltet lod beskyttes kobberet og det lettere efterfølgende lodning.

Anvendelsesscenarier for Side Plating

I PCB-design og produktion er sideplatering ikke en almindelig proces, men en præcis løsning til bestemte funktionskrav. Dens fordele er især betydningsfulde i følgende scenarier:

1. Forbedring af ledningsevnen i højfrequente eller højstrøms-scenarier

For eksempel kan sidebelagt kobber i RF-moduler hjælpe med at reducere impedansen og gøre transmissionen af højfrekvente signaler mere stabil.

2. Kantdækkets design som forbindelsesgrænseflade

For eksempel kan subpladen og hovedpladens tilslutning ved hjælp af sidebelagt kobber direkte anvendes som "eksponeret kontakt". I kombination med hovedpladens stikdesign kan signal- og strømoverførsel udføres uden ekstra tilslutningsmidler, hvilket forenkler konstruktionen og sparer plads.

3. Krav til pålidelighed med hensyn til modstandsevne mod mekanisk stød

For PCB'er, der ofte skal tilsluttes eller kan udsættes for tværkræfter, kan sidebelagt kobber virke som et "metalskelet" og forstærke kantstyrken. Dets tætte forbindelse med substratet kan reducere risikoen for revner og lagdelaminering ved kanterne og er især velegnet til at forbedre holdbarheden af tynde PCB'er (tykkelse ≤0,8 mm).

4. Modulær forbindelse mellem datterkort og hovedkort

I moduldesign skal datterkortet forbindes til hovedkortet hurtigt og stabilt. Sidelavet kobberpladering kan erstatte traditionelle stiftkombiner og opnå 'plug and play' gennem kantlodning eller klemspændning. Dette design er ikke kun mere effektivt i monteringen, men undgår også dårlig kontakt forårsaget af løse stiftkombiner.

5. Optimering af kantlodning

Når kanten af PCB'en skal loddes og fastgøres (såsom tilslutning til et metalhus eller kølelegeme), kan sidelavet kobberpladering sikre en mere pålidelig loddebase. Dens flade metaloverflade sikrer ensartet loddehæftning og undgår koldlodning eller fald fra, især ved automatiseret lodning, hvilket kan markant forbedre monteringsudbyttet.

PCB-designspecifikationer for kobberpladering på siden

Effekten af kobberpladering på siden afhænger i høj grad af detaljekontrol i designfasen. For at sikre procesegnethed og slutkvalitet skal metalliseringsområdet tydeligt defineres gennem "kobberlag-overlappende" i CAD-design, og følgende kerne-regler skal strengt overholdes:

1. Kobberlag-overlappende bredde er ikke mindre end 0,5 mm

Dette design sikrer en kontinuerlig dækning af kobberlaget fra overfladen til siden under elektroplatering og undgår "fejl" - ligesom mursten skal være forskudte og overlappende for at være stabile, når man bygger en mur, er overlappet af kobberlaget den grundlæggende garanti for den elektriske ledningsevne på siden.

2. Forbindelseslaget skal reservere en elektrisk forbindelse på ≥0,3 mm

Denne del af kobbertråden svarer til "forlængelsesafsnittet af tråden", hvilket sikrer, at strømmen kan overføres jævnt fra indersiden af PCB'en til kobberbelægningområdet på siden, og undgår for stor modstand eller signaldæmpning på grund af for smal forbindelse.

3. Den ikke-forbundne lag holder en sikker afstand på mere end 0,8 mm

Dette design har til formål at forhindre kobberlaget i det funktionelle område i at blive fejlagtigt forbundet til sidekobberbelægningen for at undgå risikoen for kortslutning. Samtidig reserveres der operativ plads til kantbehandling (såsom skæring og slibning), så nøjagtigheden af sidekobberbelægningen ikke forstyrres.

Kernefordele ved kobberbelægning på siden

Med sin unikke struktur "metaliseret kant" viser sidebelægning uerstattelig værdi i forbedring af PCB-ydelse og pålidelighed, især i high-end elektronik:

1. Forbedret elektromagnetisk kompatibilitets- (EMC) ydelse

I højfrequenskredsløb, såsom RF-moduler og 5G-kommunikationsudstyr, kan kobberpladering på siden danne en usynlig barriere sammen med jordlaget i den flerlags PCB, som blokerer for ekstern elektromagnetisk interferens (EMI) og reducerer udstråling af interne signaler. Denne designløsning kan markant reducere signaloversprøg og sikre, at kredsløbet fungerer stabilt i et komplekst elektromagnetisk miljø.

2. Opbyg en effektiv skærm mod interferens

For følsomme kredsløb, såsom sensor-moduler i medicinsk udstyr, kan kobberpladering på siden omdanne PCB-kanten til en "skærmegegrænse" og sammen med en indvendig skærmeopsætning oprette et fritrum for signalisolation. Det betyder, at eksterne støj-signaler har svært ved at trænge ind, og interne nøglesignaler ikke let siver ud, hvilket skaber et rent arbejdsmiljø for højpræcise kredsløb.

3. Ekstra beskyttelse mod statisk elektricitet

Elektroniske komponenter er ekstremt følsomme over for statisk elektricitet, og kobberpladering på siden kan anvendes som en "elektrostatiske afladningskanal" til at lede den sikre afladning af akkumuleret statisk elektricitet under transport og samling, hvilket reducerer risikoen for elektrostatiske fejl i komponenterne. Denne beskyttende virkning er især kritisk for bare plader uden skrogbeskyttelse eller moduler, der ofte tilsluttes og frakobles.

4. Forbedre dobbelthed på forbindelse og samling

Som den centrale bærer af kantforbindelse kan kobberpladering på siden anvendes direkte som loddepunkt og også bruges i kombination med kortslottet for at opnå en integrering af mekanisk fastgørelse og elektrisk forbindelse. Denne design forenkler ikke alene samleprocessen, men forbedrer også forbindelsens modstandsdygtighed mod stød og holdbarhed gennem den tætte kombination af metal mod metal og reducerer fejl forårsaget af dårlig kontakt.

Processbegrænsninger og designovervejelser for platering af kobber på siden

Selvom platering af kobber på siden kan markant forbedre PCB-ydeevnen, er den begrænset af karakteristika i produktionsprocessen. Potentielle risici skal undgås på forhånd i designfasen for at sikre procesmæssig levedygtighed:

1. Begrænsning i kontinuitet af kobberplatering på kanten

I PCB-produktionen skal pladen fastgøres på produktionspanelet for at sikre præcision i behandlingen, hvilket betyder, at kobberplateringen på siden ikke kan dække hele kantens længde. Dette kræver, at et mellemrum reserveres på den tilsvarende position i ledningsmærkningen. Bredden af dette mellemrum skal bestemmes i henhold til produktionspanelets fixturdesign og holdes typisk på 2-5 mm.

2. Begrænsning i kompatibilitet med V-Cut-pladeløsningsprocessen

Metalliseringsbehandlingen af den lodret beliggende kobberbelægning skal være færdigført, før gennemgående elektroplatering (PTH) udføres, og V-Cut pladeseperation vil ødelægge den dannede lodrette kobberlag, hvilket forårsager, at belægningen revner eller flæller af. Derfor skal PCB'er med lodret kobberbelægning undgå V-Cut pladeseparation. Det anbefales at bruge gong-pladeprocessen til at adskille pladerne og sikre integriteten af kantbelægningen.

3. Særlige krav til overfladebehandling og lodemasker

Overfladebehandlingen af kobberbelægningsområdet på siden bør prioritere nedsænkningsguld eller nedsænkningsmål. Disse to processer kan danne et jævnt og tæt beskyttelseslag på kobberlagets overflade, hvilket undgår oxidation og ikke påvirker lodningsevnen. Hvis andre behandlingsmetoder såsom HASL anvendes, kan kantforbindelsens pålidelighed formindskes på grund af ujævn belægningstykkelse.

Samtidig kræver lodemaskens design en "lodemaskinåbning" for det kobberbelagte område på siden for at sikre, at den metalliske overflade er direkte udsat for at opnå en ledende forbindelse. For at undgå forvirring anbefales det at tilføje tydelige tekstnoter i designfilen for at angive omfanget af kobberbelægningen på siden, typen af overfladebehandling og forbindelseskravene, så vi kan udføre det præcist.