Sidoplatering

Vad är Sidskärm?

Sideplätering, som vi ofta talar om inom PCB-industrin, har ett mer levande namn som kallas "kantkopparplätering", ibland också kallad "Castellation". Du kan tänka dig att det är som att lägga ett "koppartäcke" på "sidan" av kretskortet - detta lager koppar täcker inte bara ytan, utan sträcker sig från det översta lagret av PCB:en till det nedersta lagret och bildar en komplett ledande förbindelsebälte längs kanten. Detta lager koppar är inte bara enkelt täckt på kantytan, utan är helt ansluten till de ledande kopparfolierna på PCB:ens över- och undersida, och bildar en ledande bana som går genom hela plattans tjocklek. Även i vissa konstruktioner kommer kanterna till specifika områden inne i plattan också att metalliseras på detta sätt, till exempel kanterna på spår, snitt eller separeringsområden som är reserverade inne i PCB:en, vilket också kommer att använda samma metalliseringsteknik för att göra dessa inre kanter ledande. Denna behandling kan förvandla PCB:ens kant från en isolerande ram som ursprungligen endast tjänade som en fysisk bärvägg till en funktional ledande struktur som kan delta i kretsanslutning.

När denna "kopparbeläggning" är klar kan olika ytbehandlingar utföras beroende på behov. Till exempel kan ENIG-processen användas, där ett tunt guldskikt täcker kopparlagret så att ledningsförmågan vid kanterna blir mer stabil och oxidationsskyddet förstärks; eller ENEPIG-processen kan användas, där ett palladium-nickel-skikt läggs mellan guld och koppar för att ytterligare förbättra tillförlitligheten; om du eftersträvar kostnadseffektivitet är varmluftsnivellering (HASL) också ett vanligt val. Genom att täcka kopparlagret med smält lödmetall skyddas kopparen och det underlättar dessutom efterföljande lödning.

Användningsscenarier för sidobeläggning

Inom PCB-design och tillverkning är sidobeläggning inte en allmän process, utan en exakt lösning för specifika funktionskrav. Dess fördelar är särskilt betydelsefulla i följande scenarier:

1. Förbättrad ledningsförmåga i högfrekvens- eller högströmsapplikationer

Till exempel i RF-moduler kan sidocopperplätering hjälpa till att minska impedansen och göra högfrekvent signalöverföring mer stabil.

2. Design av kant som anslutningsgränssnitt

Till exempel vid koppling mellan sensordotterkort och moderkort kan sidocopperplätering direkt användas som "exponerad kontakt". Kombinerat med moderkortets kortplatsdesign kan signal- och strömöverföring utföras utan ytterligare anslutningar, vilket förenklar strukturen och sparar plats.

3. Krav på tillförlitlighet för mekanisk chockmotstånd

För PCB-kort som behöver kopplas in ofta eller som kan utsättas för laterala krafter kan sidocopperplätering förstärka kantstyrkan som ett "metalliskt skelett". Den nära förbindelsen med substratet kan minska risken för kantbrott och skiktning, och är särskilt lämplig för att förbättra hållbarheten hos tunna PCB-kort (tjocklek ≤0,8 mm).

4. Modulär koppling mellan dotterkort och moderkort

I modulär design måste dotterkortet anslutas till moderkortet snabbt och stabilt. Sidobläckning kan ersätta traditionella stifthuvud och uppnå "plug and play" genom kantsvetsning eller klämning. Denna konstruktion är inte bara effektivare vid montering, utan undviker också dålig kontakt orsakad av lösa stifthuvud.

5. Förlåt. Monteringsoptimering av kantsvetsning

När kanten på PCB-skivan måste svetsas och fixeras (till exempel anslutning till ett metallhus eller värmesänk) kan sidobläckning av koppar ge en mer tillförlitlig svetsbas. Dess platta metallyta säkerställer en jämn lödningssammanhållning och undviker kall lödning eller avfall, särskilt vid automatiserat svetsning, vilket kan förbättra monteringens avkastning avsevärt.

PCB-konstruktionsspecifikationer för kopparbeläggning på sidan

Effekten av kopparplätering på sidan beror i stor utsträckning på kontrollen av detaljer i designstadiet. För att säkerställa processens genomförbarhet och slutgiltig kvalitet måste metalliseringsområdet tydligt definieras genom "kopparlageröverlappning" i CAD-design, och följande kärnregler måste strikt följas:

1. Överlappningsbredden för kopparlagret är inte mindre än 0,5 mm

Denna design säkerställer att kopparlagret täcker kontinuerligt från ytan till sidan under elektroplätering, vilket undviker "fel" - ungefär som tegelstenar måste vara förskjutna och överlappande för att vara stabila när en vägg byggs, är kopparlagrets överlappning den grundläggande garanti för sidans ledningsegenskaper.

2. Anslutningslagret måste reservera en ledande anslutning på ≥0,3 mm

Denna del av koppartråden motsvarar "förlängningssektionen av tråden", vilket säkerställer att strömmen kan överföras smidigt från insidan av PCB:n till kopparpläteringområdet på sidan, och undviker övermätigt motstånd eller signaldämpning på grund av en alltför smal koppling.

3. Det icke-anslutna lagret håller en säker avstånd på mer än 0,8 mm

Denna design syftar till att förhindra att kopparlagret i det icke-funktionella området felaktigt ansluts till sidplätering och därmed undvika risk för kortslutning. Samtidigt reserveras utrymme för kantbearbetning (såsom skärning och slipning) för att säkerställa att precisionen i sidkopparplätering inte störs.

Kärnfördelar med sidokopparplätering

Med sin unika struktur av "metalliserad kant" visar sidoplätering ett oumbärligt värde när det gäller att förbättra PCB-prestanda och tillförlitlighet, särskilt i högklassiga elektronikprodukter:

1. Förbättrad elektromagnetisk kompatibilitet (EMC)

I högfrekventa kretsar, såsom RF-moduler och 5G-kommunikationsutrustning, kan kopplade pläteringar på sidan bilda en osynlig barriär tillsammans med jordlagret i den flerskiktiga PCB:n för att blockera extern elektromagnetisk störning (EMI) och minska den externa strålningen av interna signaler. Detta designval kan avsevärt minska signalöverhör och hålla kretsen stabil i ett komplext elektromagnetiskt miljö.

2. Bygg en effektiv skärmbarriär

För känsliga kretsar, såsom sensor moduler i medicinsk utrustning, kan sidoplätering av koppar omvandla PCB:s kant till en "skärmgräns" och tillsammans med inre skärmdesign skapa ett heltäckande signalskyddat utrymme. Det innebär att externa störsignaler får svårt att tränga in och att interna kritiska signaler inte lätt läcker ut, vilket ger en ren arbetsmiljö för högprecisionkretsar.

3. Extra skydd för elektrostatisk urladdning

Elektroniska komponenter är extremt känsliga för statisk elektricitet, och kopparbeläggning på sidan kan användas som en "elektrostatisk urladdningskanal" för att styra den säkra urladdningen av ackumulerad statisk elektricitet under transport och montering, vilket minskar risken för elektrostatiskt komponentbrott. Denna skyddseffekt är särskilt kritisk för kretskort utan skyddande hölje eller moduler som ofta kopplas in och ur.

4. Förbättra dubbel tillförlitlighet för anslutning och montering

Som den centrala bäraren för kantanslutning kan kopparbeläggning på sidan användas direkt som en lödkontaktpunkt och kan också användas tillsammans med kortfattningen för att uppnå integrering av mekanisk fixering och elektrisk anslutning. Denna design förenklar inte bara monteringsprocessen, utan förbättrar också anslutningens motståndskraft mot skakningar och hållbarhet genom den nära kombinationen av metall mot metall, vilket minskar fel som orsakas av dålig kontakt.

Processbegränsningar och designöverväganden för sidocopperplätering

Även om sidocopperplätering kan förbättra PCB-prestanda avsevärt, begränsas den av tillverkningsprocessens egenskaper. Potentiella risker måste undvikas i förväg under designstadiet för att säkerställa processens genomförbarhet:

1. Begränsning av ojämnhet i kantcopperplätering

I PCB-tillverkning måste kortet fästas på produktionspanelen för att säkerställa bearbetningsprecision, vilket gör att sidocopperpläteringen inte kan täcka hela kantens längd. Detta kräver att ett glappområde reserveras på motsvarande position i ledningsetiketten. Detta glapp måste reserveras enligt produktionspanelens fixturdesign, och bredden styrs vanligtvis till 2-5 mm.

2. Begränsning av kompatibilitet med V-skärningsprocess för kortsärvning

Metallisering av sidocopperplätering måste slutföras innan genomgående elektropläteringsprocessen (PTH), och V-Cut-brädseparering kommer att förstöra den bildade sidocopperlagret, vilket orsakar att plätering spricker eller lossnar. Därför bör PCB:s med sidocopperplätering undvika V-Cut-brädseparering. Det rekommenderas att använda gong-plate-processen för att separera bräderna och säkerställa integriteten i kantplätering.

3. Särskilda krav på ytbehandling och lödlack

Ytbehandlingen av det kopparpläterade området på sidan bör prioritera immersionsguld eller immersionssilver. Dessa två processer kan bilda ett enhetligt och tätt skyddslager på kopparlagrets yta, vilket förhindrar oxidation utan att påverka lödförmågan. Om andra behandlingsmetoder såsom HASL används kan tillförlitligheten i kantanslutningen minska på grund av ojämn pläterings tjocklek.

Samtidigt kräver lödlacksdesignen "lödlacksöppning" för det kopparbelagda området på sidan för att säkerställa att metallens yta är direkt exponerad för att uppnå en ledande förbindelse. För att undvika tvetydigheter rekommenderas det att lägga till tydliga textkommentarer i designfilen för att ange omfattningen av sidans kopparbeläggning, typ av ytbehandling och anslutningskrav, så att vi kan utföra det korrekt.