Mạ vàng là một quá trình xử lý bề mặt phổ biến và quan trọng trong quá trình sản xuất bảng mạch in. Nó không chỉ có thể cải thiện độ dẫn điện của pcb mà còn tăng cường khả năng chống ăn mòn và khả năng hàn của nó, điều này có tác động chính đến hiệu suất và tuổi thọ của pcb. Độ dày của lớp mạ vàng, là một thông số quan trọng trong quá trình mạ vàng, luôn được quan tâm rất nhiều. Vậy độ dày điển hình củamạ vàng pcb?
1, Đơn vị phổ biến cho độ dày mạ vàng pcb
Trong ngành công nghiệp pcb, đơn vị độ dày mạ vàng thường là micro inch (u ''), tạo điều kiện thuận lợi cho việc mô tả và truyền đạt chính xác độ dày mạ vàng trong ngành.
2, Phạm vi phổ biến và các kịch bản ứng dụng của độ dày mạ vàng pcb
(1) Lớp mạ vàng cực mỏng (1u'' -4u'')
Loại lớp mạ vàng siêu mỏng này-thường được sử dụng trong quy trình mạ vàng niken điện phân (ENIG), chủ yếu dành cho các sản phẩm điện tử thông thường nhạy cảm với chi phí và có yêu cầu hiệu suất tương đối thấp. Ví dụ, bảng mạch điều khiển từ xa dành cho người tiêu dùng không có yêu cầu khắt khe về độ dẫn điện và khả năng chống ăn mòn. Lớp mạ vàng cực mỏng đủ đáp ứng nhu cầu bảo vệ cơ bản, chống oxy hóa bề mặt đồng và kiểm soát chi phí. Trong một số bảng mạch đồ chơi đơn giản, việc mạ vàng trong phạm vi độ dày này cũng được sử dụng phổ biến vì các sản phẩm đồ chơi được sử dụng trong môi trường tương đối ôn hòa và có yêu cầu thấp hơn về độ bền pcb.
(2) Lớp mạ vàng mỏng hơn (4u '' -8u '')
Lớp mạ vàng trong phạm vi độ dày này được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm điện tử nói chung, chẳng hạn như pcb của bộ định tuyến gia đình thông thường và loa thông minh. Lấy các bộ định tuyến gia đình làm ví dụ, môi trường làm việc của chúng thường tương đối ổn định, ít thay đổi về nhiệt độ và độ ẩm. Lớp mạ vàng mỏng có thể đảm bảo độ dẫn điện tốt, đáp ứng yêu cầu truyền tín hiệu và có khả năng chống ăn mòn ở mức độ nhất định, đảm bảo hiệu suất pcb ổn định trong quá trình sử dụng bình thường. Trên pcb của loa thông minh, lớp mạ vàng dày này còn có thể cung cấp khả năng tiếp xúc điện đáng tin cậy để kết nối các linh kiện điện tử, đồng thời cân bằng giữa chi phí và hiệu suất.
(3) Lớp mạ vàng có độ dày vừa phải (8u '' -20u '')
Đối với một số trường hợp ứng dụng yêu cầu hiệu suất cao, chẳng hạn như mạch-tần số cao, sản phẩm nhận dạng tần số vô tuyến (RFID), v.v., lớp mạ vàng có độ dày trung bình sẽ được chọn. Trong các mạch-tần số cao, tốc độ truyền tín hiệu nhanh và tần số cao nên yêu cầu điện trở dây dẫn thấp và độ thất thoát tín hiệu thấp. Lớp mạ vàng dày hơn có thể giảm điện trở, giảm thiểu sự suy giảm và biến dạng tín hiệu trong quá trình truyền, đồng thời đảm bảo truyền tín hiệu tần số cao-ổn định. Một số bảng mạch in trong trạm gốc truyền thông 5G sẽ sử dụng lớp mạ vàng trong phạm vi độ dày này để đáp ứng các yêu cầu truyền dữ liệu-tốc độ cao và công suất{9}}cao. Trong các sản phẩm RFID, khả năng dẫn điện và chống nhiễu tốt là rất quan trọng, đồng thời lớp mạ vàng có độ dày trung bình giúp cải thiện độ tin cậy liên lạc giữa thẻ và đầu đọc, giảm nhiễu tín hiệu.
(4) Lớp mạ vàng dày (20u'' trở lên)
Trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ và thiết bị y tế đòi hỏi độ tin cậy và ổn định cao, người ta thường sử dụng lớp mạ vàng dày. Thiết bị hàng không vũ trụ cần hoạt động trong môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, áp suất cao và bức xạ mạnh. Lớp mạ vàng dày có thể giúp pcb có khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn mạnh hơn, đảm bảo-thiết bị hoạt động ổn định lâu dài trong môi trường phức tạp. Ví dụ, pcb của các thiết bị điện tử trên vệ tinh có thể được mạ vàng với độ dày 50u'' hoặc thậm chí cao hơn để chống lại sự xói mòn khác nhau trong môi trường không gian. Trong lĩnh vực thiết bị y tế, các bảng mạch in như máy điều hòa nhịp tim, thiết bị MRI cũng sử dụng lớp mạ vàng dày. Những thiết bị này liên quan đến tính mạng và sức khỏe của người bệnh, với những yêu cầu gần như khắt khe về độ tin cậy. Lớp mạ vàng dày có thể đảm bảo sự ổn định của các kết nối điện và ngăn ngừa sự cố thiết bị do ăn mòn và các vấn đề khác.
3, Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn độ dày mạ vàng pcb
(1) Các yếu tố môi trường của kịch bản ứng dụng
Nếu pcb sẽ được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, độ ẩm cao, axit và kiềm mạnh thì cần có lớp mạ vàng dày hơn để bảo vệ đầy đủ. Ví dụ, trong bảng mạch điều khiển của thiết bị sản xuất hóa chất, do có một lượng lớn khí và chất lỏng ăn mòn trong môi trường xung quanh nên cần có một lớp mạ vàng dày để ngăn chặn sự ăn mòn nhanh chóng của lớp mạ vàng và kéo dài tuổi thọ của pcb. Ngược lại, trong môi trường nhiệt độ phòng, khô ráo và sạch sẽ như các thiết bị điện tử trong không gian văn phòng thông thường thì yêu cầu về độ dày của lớp mạ vàng tương đối thấp.
(2) Yêu cầu truyền tín hiệu
Đối với các bảng mạch in truyền tín hiệu-tần số cao và tốc độ-cao, cần có lớp mạ vàng dày hơn để giảm hiện tượng mất và méo tín hiệu. Bởi vì ở tần số cao, tín hiệu có hiệu ứng bề mặt và dòng điện chủ yếu chạy trên bề mặt dây dẫn. Độ dẫn điện của lớp mạ vàng tương đối cao, việc tăng độ dày của nó có thể làm giảm điện trở của đường truyền tín hiệu và giảm tổn thất tín hiệu. Đối với bo mạch chủ máy chủ có khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao, để đạt được tốc độ truyền dữ liệu vài GB mỗi giây, phần đường tín hiệu chính của pcb sẽ sử dụng lớp mạ vàng dày để đảm bảo tính toàn vẹn của tín hiệu.
(3) Cân nhắc về chi phí
Độ dày mạ vàng ảnh hưởng trực tiếp tới giá thành sản xuất. Độ dày càng lớn thì vật liệu vàng được sử dụng càng nhiều và giá thành càng cao. Trong một số sản phẩm điện tử tiêu dùng nhạy cảm về chi phí, chẳng hạn như bảng mạch in của bộ sạc điện thoại di động thông thường, các lớp mạ vàng mỏng hơn được chọn càng nhiều càng tốt để kiểm soát chi phí đồng thời đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất cơ bản. Đối với các sản phẩm-cao cấp và có giá trị gia tăng cao-, chẳng hạn như thiết bị chụp ảnh chuyên nghiệp-hàng đầu, do giá bán cao và yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất nên chúng có thể chấp nhận chi phí cao hơn, do đó, các lớp mạ vàng dày hơn có thể được sử dụng để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
(4) Yêu cầu về tính năng cơ học
Khi một số bộ phận nhất định của pcb yêu cầu các đặc tính cơ học như khả năng chống mài mòn và khả năng chống cắm, chẳng hạn như khe cắm bộ nhớ, khe cắm card đồ họa và các khu vực ngón tay vàng khác trên bo mạch chủ máy tính, công nghệ mạ vàng cứng thường được sử dụng và độ dày mạ vàng tăng lên. Lấy các khe cắm bộ nhớ máy tính làm ví dụ, người dùng có thể thường xuyên cắm và rút các mô-đun bộ nhớ. Lớp phủ vàng cứng dày hơn có thể cải thiện hiệu quả khả năng chống mài mòn của ngón tay vàng, đảm bảo kết nối điện tốt ngay cả sau nhiều lần lắp và tháo, đồng thời giảm xảy ra các vấn đề như tiếp xúc kém.