No mundo das placas de circuito impresso (PCBs), a seleção do acabamento superficial é fundamental para o desempenho geral e a longevidade dos dispositivos eletrônicos. O tratamento de superfície fornece um revestimento protetor para evitar a oxidação, melhorar a soldabilidade e aumentar a confiabilidade elétrica do PCB. Um tipo popular de PCB é o PCB de cobre espesso, conhecido por sua capacidade de lidar com cargas de alta corrente e fornecer melhor gerenciamento térmico. No entanto,a pergunta que frequentemente surge é: PCBs de cobre espesso podem ser fabricados com diferentes acabamentos de superfície? Neste artigo, exploraremos as várias opções de acabamento superficial disponíveis para PCBs de cobre espesso e as considerações envolvidas na seleção do acabamento apropriado.
1. Aprenda sobre PCBs de cobre pesado
Antes de nos aprofundarmos nas opções de acabamento superficial, é necessário entender o que é uma placa de circuito impresso de cobre espesso e suas características específicas. Geralmente, PCBs com espessura de cobre superior a 3 onças (105 µm) são considerados PCBs de cobre espesso. Essas placas são projetadas para transportar altas correntes e dissipar o calor com eficiência, o que as torna adequadas para aplicações eletrônicas de potência, automotivas, aeroespaciais e outros dispositivos com altos requisitos de potência. PCBs de cobre espessos oferecem excelente condutividade térmica, maior resistência mecânica e menor queda de tensão do que PCBs padrão.
2.Importância do tratamento de superfície na fabricação de placas de cobre pesado:
A preparação da superfície desempenha um papel vital na proteção de vestígios e almofadas de cobre contra oxidação e na garantia de juntas de solda confiáveis. Eles atuam como uma barreira entre o cobre exposto e os componentes externos, evitando a corrosão e mantendo a soldabilidade. Além disso, o acabamento superficial ajuda a fornecer uma superfície plana para colocação de componentes e processos de ligação de fios. Escolher o acabamento superficial correto para PCBs de cobre espesso é fundamental para otimizar seu desempenho e confiabilidade.
3. Opções de tratamento de superfície para PCB de cobre pesado:
Nivelamento de solda por ar quente (HASL):
HASL é uma das opções de tratamento de superfície de PCB mais tradicionais e econômicas. Neste processo, a PCB é imersa em um banho de solda fundida e o excesso de solda é removido com uma faca de ar quente. A solda restante forma uma camada espessa na superfície do cobre, protegendo-o da corrosão. Embora o HASL seja um método de tratamento de superfície amplamente utilizado, não é a melhor escolha para PCBs de cobre espesso devido a vários fatores. As altas temperaturas operacionais envolvidas neste processo podem causar estresse térmico em camadas espessas de cobre, causando empenamento ou delaminação.
Chapeamento de ouro por imersão em níquel eletrolítico (ENIG):
ENIG é uma escolha popular para tratamento de superfície e é conhecido por sua excelente soldabilidade e resistência à corrosão. Envolve a deposição de uma fina camada de níquel sem eletrólito e, em seguida, a deposição de uma camada de ouro de imersão na superfície do cobre. ENIG tem um acabamento de superfície plano e liso, tornando-o adequado para componentes de espessura fina e colagem de fios de ouro. Embora o ENIG possa ser usado em PCBs de cobre espessos, é fundamental considerar a espessura da camada de ouro para garantir proteção adequada contra altas correntes e efeitos térmicos.
Ouro de imersão em paládio sem níquel (ENEPIG):
ENEPIG é um tratamento de superfície avançado que proporciona excelente soldabilidade, resistência à corrosão e capacidade de ligação do fio. Envolve a deposição de uma camada de níquel sem eletrólito, depois uma camada de paládio sem eletrólito e, finalmente, uma camada de ouro de imersão. ENEPIG oferece excelente durabilidade e pode ser aplicado em PCBs de cobre espesso. Ele fornece um acabamento superficial robusto, tornando-o adequado para aplicações de alta potência e componentes de passo fino.
Estanho de imersão (ISn):
O estanho por imersão é uma opção alternativa de tratamento de superfície para PCBs de cobre espesso. Ele mergulha o PCB em uma solução à base de estanho, formando uma fina camada de estanho na superfície do cobre. O estanho por imersão oferece excelente soldabilidade, uma superfície plana e é ecologicamente correto. No entanto, uma consideração ao usar estanho de imersão em PCBs de cobre espessos é que a espessura da camada de estanho deve ser cuidadosamente controlada para garantir proteção adequada contra oxidação e alto fluxo de corrente.
Conservante orgânico de soldabilidade (OSP):
OSP é um tratamento de superfície que cria um revestimento orgânico protetor em superfícies de cobre expostas. Possui boa soldabilidade e é econômico. OSP é adequado para aplicações de baixa a média potência e pode ser usado em PCBs de cobre espesso, desde que os requisitos de capacidade de transporte de corrente e dissipação térmica sejam atendidos. Um dos fatores a serem considerados ao usar OSP em PCBs de cobre espessos é a espessura adicional do revestimento orgânico, que pode afetar o desempenho elétrico e térmico geral.
4. Coisas a considerar ao escolher um acabamento de superfície para PCBs de cobre pesado: Ao escolher o acabamento de superfície para um PCB pesado
PCB de cobre, há vários fatores a serem considerados:
Capacidade de carga atual:
PCBs de cobre espesso são usados principalmente em aplicações de alta potência, por isso é fundamental escolher um acabamento de superfície que possa suportar cargas de alta corrente sem resistência significativa ou superaquecimento. Opções como ENIG, ENEPIG e estanho de imersão são geralmente adequadas para aplicações de alta corrente.
Gerenciamento Térmico:
PCB de cobre espesso é conhecido por sua excelente condutividade térmica e capacidade de dissipação de calor. O acabamento superficial não deve impedir a transferência de calor ou causar estresse térmico excessivo na camada de cobre. Tratamentos de superfície como ENIG e ENEPIG possuem camadas finas que muitas vezes beneficiam o gerenciamento térmico.
Soldabilidade:
O acabamento da superfície deve fornecer excelente soldabilidade para garantir juntas de solda confiáveis e o funcionamento adequado do componente. Opções como ENIG, ENEPIG e HASL proporcionam soldabilidade confiável.
Compatibilidade de componentes:
Considere a compatibilidade do acabamento superficial selecionado com os componentes específicos a serem montados na PCB. Componentes de densidade fina e ligação de fio de ouro podem exigir tratamentos de superfície como ENIG ou ENEPIG.
Custo:
O custo é sempre uma consideração importante na fabricação de PCB. O custo dos diferentes tratamentos de superfície varia devido a fatores como custo do material, complexidade do processo e equipamento necessário. Avalie o impacto no custo dos acabamentos de superfície selecionados sem comprometer o desempenho e a confiabilidade.
PCBs de cobre espesso oferecem vantagens exclusivas para aplicações de alta potência, e escolher o acabamento de superfície correto é fundamental para otimizar seu desempenho e confiabilidade.Embora as opções tradicionais como HASL possam não ser adequadas devido a questões térmicas, tratamentos de superfície como ENIG, ENEPIG, estanho de imersão e OSP podem ser considerados dependendo dos requisitos específicos. Fatores como capacidade de transporte de corrente, gerenciamento térmico, soldabilidade, compatibilidade de componentes e custo devem ser avaliados cuidadosamente ao selecionar um acabamento para PCBs de cobre espesso. Ao fazer escolhas inteligentes, os fabricantes podem garantir a fabricação bem-sucedida e a funcionalidade de longo prazo de PCBs de cobre espesso em uma variedade de aplicações elétricas e eletrônicas.
Horário da postagem: 13 de setembro de 2023
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