EN
Γρήγοροι Σύνδεσμοι
Αρχική Σελίδα > Κατασκευή PCB > Τρυπάνια & Επεξεργασία Διατρήσεων > Πλευρική Επιμετάλλωση
Πλευρική επιμετάλλωση, την οποία συχνά αναφέρουμε στη βιομηχανία PCB, έχει ένα πιο ενδεικτικό όνομα που είναι το «επιμετάλλωση πλευρικού χαλκού», μερικές φορές αναφέρεται και ως «Castellation». Μπορείτε να τη φανταστείτε σαν να βάζετε ένα στρώμα «περίβλημα χαλκού» στη «πλευρά» της πλακέτας - αυτό το στρώμα χαλκού δεν καλύπτει μόνο την επιφάνεια, αλλά εκτείνεται από το πάνω επίπεδο της PCB μέχρι το κάτω επίπεδο, δημιουργώντας μια ολοκληρωμένη ζώνη αγώγιμης σύνδεσης κατά μήκος της άκρης. Αυτό το στρώμα χαλκού δεν είναι απλώς επικαλυμμένο στην επιφάνεια της άκρης, αλλά είναι πλήρως συνδεδεμένο με τα αγώγιμα φύλλα χαλκού στο πάνω και κάτω μέρος της ίδιας της PCB, δημιουργώντας έναν αγώγιμο διάδρομο που διατρέχει ολόκληρο το πάχος της πλακέτας. Ακόμη και σε ορισμένες σχεδιάσεις, οι άκρες συγκεκριμένων περιοχών μέσα στην πλακέτα επίσης επιμεταλλώνονται με αυτόν τον τρόπο, όπως οι άκρες των αυλακώσεων, των κοπών ή των περιοχών διαχωρισμού που είναι προβλεπόμενες μέσα στην PCB, οι οποίες θα χρησιμοποιούν την ίδια μέθοδο επιμετάλλωσης για να καταστήσουν αυτές τις εσωτερικές άκρες αγώγιμες. Η επεξεργασία αυτή μπορεί να μετατρέψει την άκρη της PCB από ένα μονωτικό πλαίσιο που αρχικά χρησιμοποιείται μόνο ως φυσική υποστήριξη, σε μια λειτουργική αγώγιμη δομή η οποία μπορεί να συμμετάσχει στη σύνδεση του κυκλώματος.
Μετά την ολοκλήρωση αυτής της επιστρώσεως "χάλκινης επικάλυψης", μπορούν να εκτελεστούν διάφορες επιφανειακές επεξεργασίες ανάλογα με τις ανάγκες. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας τη διαδικασία ENIG, μια λεπτή στρώση χρυσού εφαρμόζεται πάνω στο στρώμα του χαλκού, ώστε η αγωγιμότητα στις άκρες να είναι πιο σταθερή και η αντοχή στην οξείδωση να είναι ισχυρότερη. Εναλλακτικά, χρησιμοποιώντας τη διαδικασία ENEPIG, προστίθεται ένα ενδιάμεσο στρώμα παλλαδίου-νικελίου μεταξύ χρυσού και χαλκού για περαιτέρω βελτίωση της αξιοπιστίας. Εάν επιδιώκετε οικονομική απόδοση, η εξομάλυνση με θερμό αέρα (HASL) είναι επίσης μια συχνή επιλογή. Η κάλυψη του στρώματος χαλκού με μόλυβδο σε κατάσταση τήξης προστατεύει όχι μόνο τον χαλκό, αλλά διευκολύνει και την επόμενη συγκόλληση.
Στον σχεδιασμό και την κατασκευή PCB, η πλευρική επιμετάλλωση δεν είναι μια γενική διαδικασία, αλλά μια ακριβής λύση για συγκεκριμένες λειτουργικές απαιτήσεις. Τα πλεονεκτήματά της είναι ιδιαίτερα σημαντικά στις παρακάτω περιπτώσεις:
Για παράδειγμα, στις RF πλακέτες, η επίστρωση χαλκού στην πλευρά μπορεί να βοηθήσει στη μείωση της αντίστασης και να κάνει τη μετάδοση σημάτων υψηλής συχνότητας πιο σταθερή.
Για παράδειγμα, στη σύνδεση της υποπλακέτας αισθητήρα και της κύριας πλακέτας, η επίστρωση χαλκού στην πλευρά μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας ως "έκθεση επαφής", σε συνδυασμό με τη σχεδίαση της υποδοχής της κύριας πλακέτας, ώστε να ολοκληρωθεί η μετάδοση σήματος και ισχύος χωρίς επιπλέον συνδέσμους, κάτι που απλοποιεί τη δομή και εξοικονομεί χώρο.
Για PCBs που χρειάζεται να συνδέονται συχνά ή μπορεί να υπόκεινται σε πλευρικές δυνάμεις, η επίστρωση χαλκού στην πλευρά μπορεί να ενισχύσει την ακμή σαν έναν "μεταλλικό σκελετό". Η στενή της σύνδεση με το υπόστρωμα μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο ρωγμών και αποφλοίωσης στην άκρη και είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για βελτίωση της αντοχής λεπτών PCBs (πάχος ≤0,8 mm).
Στην τροποποιημένη σχεδίαση, η daughterboard πρέπει να συνδέεται γρήγορα και σταθερά στην motherboard. Η επεξεργασία με χαλκό στην πλευρά μπορεί να αντικαταστήσει τους παραδοσιακούς ακροδέκτες και να επιτύχει λειτουργία "plug and play" μέσω συγκόλλησης στην άκρη ή σύσφιξης. Αυτή η σχεδίαση είναι όχι μόνο πιο αποτελεσματική στη συναρμολόγηση, αλλά αποφεύγει επίσης την κακή επαφή που προκαλείται από χαλασμένους ακροδέκτες.
Όταν η άκρη της PCB χρειάζεται συγκόλληση και σταθεροποίηση (όπως σύνδεση με μεταλλικό περίβλημα ή ψύκτρα), η επεξεργασία με χαλκό στην πλευρά μπορεί να παρέχει πιο αξιόπιστη βάση συγκόλλησης. Η επίπεδη μεταλλική επιφάνεια εξασφαλίζει ομοιόμορφη πρόσφυση της συγκόλλησης και αποφεύγει την κρύα συγκόλληση ή το ξεκόλλημα, ειδικά στην αυτοματοποιημένη συγκόλληση, κάτι που μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση της συναρμολόγησης.
Η επίδραση της επιχάλκωσης στην πλευρά εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον έλεγχο των λεπτομερειών στο στάδιο σχεδίασης. Για να διασφαλιστεί η εφικτότητα της διαδικασίας και η τελική ποιότητα, η επιχαλκωμένη περιοχή πρέπει να ορίζεται με σαφήνεια μέσω της "επικάλυψης στρώσης χαλκού" στη σχεδίαση CAD, και πρέπει να τηρούνται αυστηρά οι ακόλουθοι βασικοί κανόνες:
Αυτή η σχεδίαση μπορεί να εξασφαλίσει τη συνεχή κάλυψη της στρώσης χαλκού από την επιφάνεια στην πλευρά κατά την ηλεκτροεπιχάλκωση, αποφεύγοντας "ελαττώματα" - όπως τα τούβλα πρέπει να είναι σταυρωτά και να επικαλύπτονται για να είναι σταθερά όταν χτίζεται ένας τοίχος, η επικάλυψη της στρώσης χαλκού είναι η βασική εγγύηση για την αγώγιμη απόδοση της πλευράς.
Αυτό το τμήμα του χάλκινου σύρματος είναι ισοδύναμο με την "επέκταση του σύρματος", διασφαλίζοντας ότι το ρεύμα μπορεί να μεταδίδεται ομαλά από το εσωτερικό της πλακέτας PCB στην επιχαλκωμένη περιοχή στην πλευρά, αποφεύγοντας υπερβολική αντίσταση ή απόσβεση σήματος λόγω πολύ στενής σύνδεσης.
Ο σχεδιασμός αυτός έχει ως στόχο να εμποδίσει το χαλκούχο στρώμα στη μη λειτουργική περιοχή να συνδεθεί κατά λάθος με την επιχαλκωμένη πλευρά, αποφεύγοντας έτσι τον κίνδυνο βραχυκυκλώματος. Παράλληλα, διατηρεί χώρο για εργασίες κατεργασίας στην άκρη (όπως κοπή και τρίψιμο), διασφαλίζοντας ότι η ακρίβεια της επιχαλκωμένης πλευράς δεν θα επηρεαστεί.
Με τη μοναδική του δομή "μεταλλικής ακμής", το επίστρωση στην πλευρά παρουσιάζει αντικαταστήσιμη αξία στη βελτίωση της απόδοσης και αξιοπιστίας των PCB, ειδικά στις υψηλής ποιότητας ηλεκτρονικές συσκευές:
Σε κυκλώματα υψηλής συχνότητας, όπως RF μονάδες και εξοπλισμός επικοινωνίας 5G, η επιχαλκωση στην πλευρά μπορεί να δημιουργήσει ένα αόρατο φράγμα με το επίπεδο γείωσης της πολυστρωματικής PCB για να εμποδίσει την εξωτερική ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή (EMI) και να μειώσει την εξωτερική ακτινοβολία των εσωτερικών σημάτων. Αυτή η σχεδίαση μπορεί να μειώσει σημαντικά την παρεμβολή σημάτων και να διατηρήσει τη σταθερή λειτουργία του κυκλώματος σε ένα πολύπλοκο ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον.
Για ευαίσθητα κυκλώματα, όπως οι μονάδες αισθητήρων ιατρικών οργάνων, η επιχαλκωση στην πλευρά μπορεί να μετατρέψει την άκρη της PCB σε "θωρακιστικό όριο" και να δημιουργήσει έναν χώρο πλήρους απομόνωσης σημάτων μαζί με το εσωτερικό σχέδιο θωράκισης. Αυτό σημαίνει πως οι εξωτερικές τυχαίες παρεμβολές δυσκολεύονται να εισβάλουν και τα εσωτερικά κρίσιμα σήματα δεν διαρρέουν εύκολα, παρέχοντας ένα καθαρό περιβάλλον λειτουργίας για υψηλής ακρίβειας κυκλώματα.
Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στη στατική ηλεκτρική εκκένωση, ενώ η επιχαλκωση στην πλευρά μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως «δίαυλος αποστράγγισης στατικής ηλεκτρικής εκκένωσης» για να καθοδηγήσει την ασφαλή αποφόρτιση των συσσωρευμένων στατικών φορτίων κατά τη μεταφορά και τη συναρμολόγηση, μειώνοντας τον κίνδυνο ηλεκτροστατικής καταστροφής των εξαρτημάτων. Αυτό το προστατευτικό αποτέλεσμα είναι ιδιαίτερα σημαντικό για ανοιχτές πλακέτες χωρίς προστασία κέλυφους ή για μονάδες που συχνά συνδέονται και αποσυνδέονται.
Ως βασικός φορέας σύνδεσης στην άκρη, η επιχαλκωση στην πλευρά μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας ως σημείο επαφής συγκόλλησης, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με την υποδοχή για να επιτευχθεί ολοκληρωμένη μηχανική σταθεροποίηση και ηλεκτρική σύνδεση. Αυτή η διαμόρφωση δεν απλοποιεί μόνο τη διαδικασία συναρμολόγησης, αλλά βελτιώνει επίσης την αντοχή στη δόνηση και την αντοχή της σύνδεσης μέσω της στενής συνδεσμολογίας μετάλλου-μετάλλου, μειώνοντας τις βλάβες που προκαλούνται από κακή επαφή.
Αν και η πλαϊνή επιμετάλλωση με χαλκό μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση των PCB, είναι περιορισμένη από τα χαρακτηριστικά της διαδικασίας παραγωγής. Κατά τη σχεδίαση, είναι απαραίτητο να αποφεύγονται εκ των προτέρων πιθανοί κίνδυνοι, ώστε να εξασφαλιστεί η εφικτότητα της διαδικασίας:
Στην κατασκευή PCB, το κύριο υλικό πρέπει να στερεωθεί στην πλακέτα παραγωγής για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια επεξεργασίας, κάτι που έχει ως αποτέλεσμα η πλευρική επιμετάλλωση να μην μπορεί να καλύψει ολόκληρο το μήκος της άκρης. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να προβλεφθεί μια ζώνη κενού στην αντίστοιχη θέση της σήμανσης των καλωδιώσεων. Το πλάτος αυτού του κενού πρέπει να καθορίζεται σύμφωνα με τον σχεδιασμό της σύσφιξης της πλακέτας παραγωγής και συνήθως είναι μεταξύ 2-5 mm.
Η επεξεργασία μεταλλώσεως της επιχαλκώσεως στην πλευρά πρέπει να ολοκληρωθεί πριν από τη διαδικασία ηλεκτρολυτικής επιμεταλλώσεως των διατρήσεων (PTH), και η διαχωριστική διαδικασία V-Cut θα καταστρέψει το σχηματισμένο στρώμα πλευρικής επιχαλκώσεως, με αποτέλεσμα τη ρωγμές ή την αποκόλληση της επιμεταλλώσεως. Επομένως, τα PCB με πλευρική επιχαλκώσεως πρέπει να αποφεύγουν τη διαχωριστική διαδικασία V-Cut. Συνιστάται να χρησιμοποιηθεί η διαδικασία διαχωρισμού με τη βοήθεια πλάκας για να διασφαλιστεί η ακεραιότητα της επιμετάλλωσης των άκρων.
Στην επιφανειακή επεξεργασία της επιχαλκωμένης περιοχής στην πλευρά πρέπει να δοθεί προτεραιότητα στην καταβύθιση χρυσού ή αργύρου. Αυτές οι δύο διαδικασίες μπορούν να δημιουργήσουν ένα ομοιόμορφο και πυκνό προστατευτικό στρώμα στην επιφάνεια του στρώματος του χαλκού για να αποφευχθεί η οξείδωση και να μην επηρεαστεί η απόδοση συγκόλλησης. Εάν χρησιμοποιηθούν άλλες μέθοδοι επεξεργασίας, όπως το HASL, η αξιοπιστία της σύνδεσης των άκρων μπορεί να μειωθεί λόγω της ανομοιόμορφης πάχους της επιμεταλλώσεως.
Παράλληλα, το σχέδιο της μάσκας κολλήσεως προϋποθέτει "άνοιγμα μάσκας κολλήσεως" για την περιοχή με επίστρωση χαλκού στην πλευρά, ώστε να εξασφαλιστεί ότι η μεταλλική επιφάνεια εκτίθεται κατευθείαν για να επιτευχθεί η αγώγιμη σύνδεση. Για να αποφευχθεί η ασάφεια, συνιστάται να προστεθούν σαφείς επεξηγηματικές σημειώσεις στο αρχείο σχεδίασης, ώστε να καθοριστεί το πεδίο εφαρμογής της επίστρωσης χαλκού στην πλευρά, ο τύπος της επιφανειακής επεξεργασίας και οι απαιτήσεις σύνδεσης, ώστε να μπορέσουμε να το εκτελέσουμε με ακρίβεια.
Πλακέτα PCB με βάση τον χαλκό
PCB Με Βαριά Χαλκοπλακετωση
Επιμεταλλωμένες Υποδοχές
Δοκιμές PCB
