Die galvanische Beschichtung von Leiterplatten ist einer der wichtigsten Prozesse bei der Herstellung von Leiterplatten. Sie wirkt sich nicht nur auf das Erscheinungsbild der Schaltung aus, sondern spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der elektrischen Leistung, der Verbesserung der Zuverlässigkeit der Schaltungsverbindungen und der Erleichterung einer effizienten Stromübertragung. Obwohl sie oft mit Oberflächenbehandlungsverfahren verwechselt wird, erfüllt die Galvanisierung in der Praxis unterschiedliche und klar definierte Funktionen.
Inhaltsübersicht
Was ist PCB-Beschichtung?
Unter Beschichtung von Leiterplatten versteht man die chemische oder elektrochemische Abscheidung von Metallen (in der Regel Kupfer) auf der Oberfläche und den Durchgangslöchern von Leiterplatten. Dieses Verfahren wird in erster Linie eingesetzt, um die elektrischen Verbindungen zu verbessern, die Stromübertragungsfähigkeit zu erhöhen und die Schaltungen vor Umwelteinflüssen wie Oxidation und Feuchtigkeit zu schützen. Die Beschichtung ist nicht nur entscheidend für die Leistung und Zuverlässigkeit von Leiterplatten, sondern spielt auch eine Schlüsselrolle bei fortschrittlichen Anwendungen wie High-Density-Verbindungen (HDI) und Hochfrequenzschaltungen.
Die wichtigsten Schritte der PCB-Beschichtung
1. Stromlose Verkupferung
Die stromlose Verkupferung ist der grundlegende Schritt des Beschichtungsverfahrens. Dabei wird durch autokatalytische Reaktionen eine dünne Kupferschicht auf nichtleitenden Substraten (z. B. Lochwänden und Plattenoberflächen) abgeschieden, die eine leitfähige Grundlage für die anschließende Beschichtung bildet. Bei diesem Schritt wird kein externer Strom benötigt, sondern es werden Reduktionsmittel verwendet, um Kupferionen in metallisches Kupfer umzuwandeln.
2.Vorbereitung des Ausschusses
- Reinigung von Löchern: Entfernt Verunreinigungen und Harzrückstände vom Bohren und sorgt für eine starke Haftung der Beschichtung.
- Mikro-Ätzen: Ätzt die Kupferoberfläche leicht an, um die Rauhigkeit zu erhöhen und die Haftung der Beschichtung zu verbessern.
3.Musterübertragung und Beschichtung
- Verwenden Sie Fotolack, um Bereiche abzudecken, die nicht beschichtet werden müssen, und bilden Sie Schaltkreismuster durch UV-Belichtung.
- Entfernen Sie den nicht ausgehärteten Fotolack, um die zu beschichtenden Bereiche der Kupferschaltung freizulegen.
- Kupfer und Zinn (als ätzresistente Schicht) aufbringen, um die Schaltungsmuster zu verdicken und zu schützen.
4.Nachbearbeitung
- Entfernen Sie den Fotolack und ätzen Sie das nicht zum Schaltkreis gehörende Kupfer weg.
- Entfernen Sie die Zinnschicht, um die endgültigen Kupferschaltungen freizulegen.
Vergleich der wichtigsten Plattierungsmethoden
| Methode | Prinzip und Merkmale | Anwendungsszenarien |
|---|---|---|
| Durchgangslochplattierung (PTH) | Abscheidung von Kupfer in Löchern durch stromlose und elektrochemische Beschichtung, um elektrische Verbindungen zwischen den Schichten zu ermöglichen | Multilayer-Platten, hochzuverlässige elektronische Produkte |
| Fingerplattierung | Lokale Beschichtung mit Gold oder seltenen Metallen, um den Kontaktwiderstand zu verringern und die Verschleißfestigkeit zu erhöhen | Goldfinger, Kantenverbinder |
| Bürstenbeschichtung | Verwendet mit Anoden umwickelte Tupfer zum lokalen Auftragen von Elektrolyt für die selektive Beschichtung | Reparaturen und Spezialbeschichtungen in kleinen Stückzahlen |
| Selektive Beschichtung von Rolle zu Rolle | Verwendung von Resistmasken für die strukturierte selektive Beschichtung auf der Grundlage von Rolle-zu-Rolle-Verfahren | Flexible Platten, Steckverbinder, IC-Stifte |
Unterschiede zwischen Galvanotechnik und stromloser Beschichtung
Obwohl beide Methoden für die Metallabscheidung verwendet werden, unterscheiden sich ihre Prinzipien und Anwendungen erheblich:
- Galvanik: Wird mit externem Strom betrieben, bietet schnelle Abscheidungsraten und kontrollierbare Schichtdicken, geeignet für die Großproduktion.
- Stromlose Beschichtung: Ermöglicht die Abscheidung durch chemische Reaktionen ohne externe Energiezufuhr, bietet eine gleichmäßige Beschichtung und eignet sich für nichtleitende Substrate, ist jedoch langsamer und in der Dicke begrenzt.
Oberflächenveredelung: Der Folgeprozess der Galvanisierung
Die Oberflächenveredelung ist eine Schutzbehandlung, die nach dem Galvanisieren auf die freiliegenden Kupferoberflächen aufgetragen wird.Übliche Methoden sind:
- Chemisch Nickel Chemisch Gold (ENIG): Bietet eine ebene Oberfläche, hohe Lötbarkeit und Oxidationsbeständigkeit.
- Heißluftlöten (HASL): Geringe Kosten, aber schlechte Oberflächenebenheit.
- ImmersionsdoseEntspricht den Ro-Normen, kann aber ein Risiko für Zinnwhisker darstellen.
Zusammenfassung der Wichtigkeit der Beschichtung
Die Beschichtung von Leiterplatten ist in der modernen Elektronikfertigung unverzichtbar.Zu seinen Kernwerten gehören:
- Verbesserung der elektrischen Verbindungen und der Signalübertragungsleistung.
- Verbesserung der mechanischen Festigkeit und der Umweltverträglichkeit von Leiterplatten.
- Sie bilden die Grundlage für hochdichte Verbindungen und miniaturisierte Designs.
- Sicherstellung der Lötqualität und Verlängerung der Produktlebensdauer.
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