Sideplatering

Hva er Sideplating?

Sideplatering, som vi ofte snakker om i PCB-industrien, har et mer levende navn som kalles «kantkobberplatering», noen ganger også kalt «Castellation». Du kan tenke på det som å legge et lag «kobberdrakt» på «siden» av kretskortet – dette laget av kobber dekker ikke bare overflaten, men strekker seg fra toppen av PCB-en til bunnen, og danner en komplett ledende forbindelsesstripe langs kanten. Dette kobberlaget er ikke bare enkel dekking av kantoverflaten, men er helt forbundet med de ledende kobberfoliene på toppen og bunnen av PCB-en selv, og danner en ledende bane som går gjennom hele korts tykkelse. Selv i noen design blir kantene på spesifikke områder inne i kortet også metallisert på denne måten, for eksempel kantene på furer, kuttinger eller separasjonsområder som er reservert inne i PCB-en, som også vil bruke samme metalliseringsmetode for å gjøre disse indre kantene ledende. Denne behandlingen kan forvandle PCB-ens kant fra en isolerende ramme som opprinnelig bare tjente som en fysisk støtte, til en funksjonell ledende struktur som kan delta i kretsen.

Når denne laget «kobbermantel» er ferdig, kan ulike overflatebehandlinger utføres etter behov. For eksempel kan ENIG-prosessen brukes, der et tynn lag gull dekker kobberlaget slik at kantledningsevnen blir mer stabil og oksidasjonsmotstanden sterkere; eller ENEPIG-prosessen kan brukes, der et palladium-nikkel-overgangslag legges mellom gull og kobber for å ytterligere forbedre påliteligheten; hvis du ønsker å prioritere kostnadseffektivitet, er varmluftsnivellering (HASL) også et vanlig valg. Ved å dekke kobberlaget med smeltet lodder beskyttes kobberet og det blir lettere å lodde i etterfølgende prosesser.

Anvendelsesområder for Side Plating

I PCB-design og produksjon er sideplatering ikke en generell prosess, men en nøyaktig løsning for spesifikke funksjonelle krav. Dens fordeler er spesielt betydningsfulle i følgende scenarier:

1. Ledningsevneforbedring i høyfrekvente eller høystrøms-scenarier

For eksempel kan sidebelagt kobber i RF-moduler hjelpe til med å redusere impedans og gjøre høyfrekvent signaloverføring mer stabil.

2. Utforming av kant som tilkoblingsgrensesnitt

For eksempel kan docking av sensordelkort og hovedkort, og sidebelagt kobber kan direkte brukes som "eksponert kontakt", i kombinasjon med kortsokkeldesignet på hovedkortet, kan signal- og strømoverføring fullføres uten ekstra tilkoblinger, noe som forenkler strukturen og sparer plass.

3. Pålitelighetskrav for mekanisk sjokkresistens

For PCB-er som må plugges inn ofte eller som kan utsettes for laterale krefter, kan sidebelagt kobber forsterke kantstyrken som et "metallskjelett". Den tette kombinasjonen med substratet kan redusere risikoen for kantsprekker og delaminering, og er spesielt egnet for å forbedre holdbarheten til tynne PCB-er (tykkelse ≤0,8 mm).

4. Modulær tilkobling mellom datterkort og hovedkort

I moduldesign må det være mulig å koble til datterkortet raskt og stabilt til hovedkortet. Sidelakkering med kobber kan erstatte tradisjonelle pinnkoblinger og oppnå «plug and play» gjennom kantlodd eller klemming. Dette designet er ikke bare mer effektivt i montering, men unngår også dårlig kontakt som skyldes løse pinnkoblinger.

5. Optimering av kantlodd i montering

Når kanten av PCB-en må loddes og festes (for eksempel ved tilkobling til et metallhus eller kjølefinne), kan sidelakkering med kobber gi et mer pålitelig loddingsgrunnlag. Overflaten av flatt metall sikrer jevn loddetilhefting og unngår kaldlodd eller at delene løsner, spesielt i automatisert lodding, noe som kan forbedre monteringsutbyttet betydelig.

PCB-designspesifikasjoner for kobberlakkering på siden

Effekten av kobberplateringen på siden avhenger i stor grad av kontrollen av detaljer i designfasen. For å sikre prosessfeasibilitet og endelig kvalitet må metalliseringsområdet være tydelig definert gjennom "kobberlagsoverlapp" i CAD-design, og følgende sentrale regler må strengt overholdes:

1. Kobberlagsoverlappbredden er ikke mindre enn 0,5 mm

Dette designet sikrer en kontinuerlig dekking av kobberlaget fra overflaten til siden under elektroplatering, og unngår "feil" – akkurat som teglstein må være forskjøvet og overlappende for å være stabile når en mur bygges, er overflaten av kobberlaget den grunnleggende garantien for den elektriske ledningsevnen på siden.

2. Koble laget må reservere en ledende forbindelse på ≥0,3 mm

Denne delen av kobbertråden tilsvarer «forlengelsesdelen av ledningen», og sikrer at strømmen kan overføres jevnt fra innsiden av PCB-en til kobberbelagget på siden, og unngår overdreven motstand eller signalsvikt på grunn av for smal tilkobling.

3. Den ikke-tilkoblede laget holder en sikker avstand på over 0,8 mm

Dette designet er ment å forhindre at kobberlaget i ikke-funksjonelle områder feilaktig kobles til sidekobberbelagget, og dermed unngå risikoen for kortslutning. Samtidig sikrer det operativt arbeidsrom for kantbehandling (som kutting og sliping), slik at nøyaktigheten til sidekobberbelagget ikke forstyrres.

Kjernefordeler med sidekobberbelagging

Med sin unike struktur av «metallisert kant» viser sidebelagging en uvurderlig verdi når det gjelder å forbedre PCB-ytelse og pålitelighet, spesielt i high-end elektroniske enheter:

1. Forbedret elektromagnetisk kompatibilitet (EMC)

I høyfrekvente kretser, slik som RF-moduler og 5G-kommunikasjonsutstyr, kan kobberplatering på siden danne en usynlig barriere sammen med jordlaget i den flerlags PCB-en for å blokkere ekstern elektromagnetisk interferens (EMI) og redusere ekstern stråling av interne signaler. Dette designet kan redusere signaloversprang betydelig og sørge for at kretsen fungerer stabilt i et komplekst elektromagnetisk miljø.

2. Bygg en effektiv skjermebarriere

For følsomme kretser, slik som sensormoduler i medisinsk utstyr, kan kobberplatering på siden forvandle kanten av PCB-en til en «skjermeavgrensning» og danne et fullstendig signalisoleringsrom sammen med den indre skjermedesignet. Dette betyr at eksterne støy-signaler har vanskelig for å trenge inn og at interne viktige signaler ikke lekker lett ut, og gir dermed et rent arbeidsmiljø for høy-nøyaktighet kretser.

3. Ekstra beskyttelse mot elektrostatisk utladning

Elektroniske komponenter er svært følsomme overfor statisk elektrisitet, og kobberbelag på siden kan brukes som en «elektrostatiske utladningskanal» for å lede den trygge utladningen av oppsamlet statisk ladning under transport og montering, og dermed redusere risikoen for elektrostatiske sammenbrudd i komponentene. Dette beskyttende effekt er spesielt kritisk for nakne plater uten shell-beskyttelse eller moduler som ofte plugges inn og ut.

4. Forbedre dobbel pålitelighet for tilkobling og montering

Som den sentrale bæreren til kantkobling, kan kobberbelag på siden brukes direkte som loddepunkter, og kan også brukes i kombinasjon med kortstoppet for å oppnå mekanisk fiksering og elektrisk tilkobling i en integrert løsning. Dette designet forenkler ikke bare monteringsprosessen, men forbedrer også tilkoblingens motstandsdyktighet mot sjokk og holdbarhet gjennom den tette kombinasjonen av metall mot metall, og reduserer feil som skyldes dårlig kontakt.

Prosessbegrensninger og designoverveielser for sidekobberplatering

Selv om sidekobberplatering kan forbedre PCB-ytelsen betydelig, er den begrenset av egenskapene til produksjonsprosessen. Potensielle risikoer må unngås på forhånd i designfasen for å sikre prosessgjennomførbarhet:

1. Diskontinuitetsbegrensning for kantkobberplatering

I PCB-produksjon må kortet festes på produksjonspanelet for å sikre nøyaktig behandling, noe som fører til at sidekobberplateringen ikke kan dekke hele kantens lengde. Dette krever at et glisefritt område reserveres på tilhørende posisjon i kabelmerkingen. Dette glisefri område må reserveres i henhold til festeutformingen på produksjonspanelet, og bredden er vanligvis regulert til 2–5 mm.

2. Kompatibilitetsbegrensning med V-kutt for kortskeiding

Metalliseringsbehandlingen av sidekobberplateringen må fullføres før gjennomgående elektroplateringsprosessen (PTH), og V-sag skiving vil ødelegge den dannede sidekobberlaget, noe som fører til at plateringen sprer seg eller løsner. Derfor bør PCB-er med sidekobberplatering unngå V-sag skiving. Det anbefales å bruke gong-plate-prosessen for å skille platene og sikre integriteten til kantplateringen.

3. Spesielle krav til overflatebehandling og loddmasking

Overflatebehandlingen av kobberplateringsområdet på siden bør prioritere neddyppingsgull eller neddyppings sølv. Disse to prosessene kan danne et jevnt og tett beskyttelseslag på kopperlagets overflate, og unngå oksidasjon og påvirker ikke loddeegenskapene. Hvis andre behandlingsmetoder som HASL brukes, kan kantforbindelsens pålitelighet reduseres på grunn av ujevn platerings tykkelse.

Samtidig krever loddfilmdesignet en «loddfilmåpning» for det kobberbelagte området på siden, for å sikre at metallflaten er direkte eksponert for å oppnå en ledende forbindelse. For å unngå tvetydighet, anbefales det å legge til tydelige tekstnoter i designfilen for å indikere omfanget av kobberbelagtet på siden, typen overflatebehandling og forbindelseskravene, slik at vi kan utføre det nøyaktig.