Гальваника в электронной промышленности

ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЕ КОМПОНЕНТОВ ЭЛЕКТРОНИКИ

Сегодня трудно представить жизнь без гаджетов и устройств. Такие продукты, как компьютеры, мобильные телефоны и телевизоры, играют первостепенную роль практически в жизни каждого человека. Мы используем их дома, на работе и даже в наших автомобилях. Электронные системы теперь контролируют работу автомобилей, самолетов и других видов транспорта. Инновации в электронной промышленности идут головокружительными темпами, и едва ли проходит день без презентации нового продукта. Можно с уверенностью сказать, что без электроники мир был бы совсем другим.

Несмотря на то, что электронные изделия с нами на протяжении всей нашей жизни, их развитие относительно недавнее явлением. Электронная промышленность возникла только в начале 20-го века после изобретения электричества в конце 19-го века. Одними из первых инновационных изобретений в области электроники были граммофон — предшественник проигрывателя грампластинок, телефон и радио. Телевизоры появились только в 1950-х годах. Персональные компьютеры не получали широкого распространения до 1980-х годов.

Металлизация электронных компонентов

Одним из наиболее важных процессов в производстве электронных деталей и компонентов является гальванопокрытие - нанесение металлического покрытия методом электроосаждения. Покрытие необходимо по ряду причин, таких как повышение коррозионной стойкости, повышение электропроводности, повышение паяемости и защита от износа. Нанесение покрытий на электронику сложный процесс из-за микроскопических размеров многих электронных компонентов.

Золочение электроники

Золото - драгоценный металл, который обеспечивает значительную ценность при нанесении покрытий на электронику. Когда вы думаете о золоте, первое, что, вероятно, приходит на ум, - это его блестящий внешний вид. Однако золото также широко используется для нанесения покрытий на многие различные электронные компоненты. Несмотря на относительную стоимость, золото обеспечивает низкое и стабильное контактное сопротивление и превосходную защиту от коррозии. Золочение обычно используется при изготовлении разъемов, контактов, схем и полупроводников.
Никель часто используется для создания подслоя при использовании золочения для покрытия электроники. Никель действует как дополнительный ингибитор коррозии, предотвращая проникновение ржавчины в поры поверхности. Никель также предотвращает проникновение других металлов в поверхность золота, таких как цинк или медь. Более того, никель может увеличить долговечность позолоченной поверхности.
Толщина покрытия является важным фактором при нанесении покрытия на электронику. Как правило, покрытие должно быть настолько тонким, насколько это абсолютно необходимо для применения. Например, нанесение 0,8 микрона твердого золота поверх покрытия из никеля толщиной 1,3 микрона обеспечит достаточную долговечность для большинства примененяемых в производстве разъемов.

Серебрение электроники

Подобно золоту, серебро является драгоценным металлом, который обладает многочисленными преимуществами при производстве электроники. Во-первых, серебро, как правило, является менее дорогой альтернативой для обработки металла в электронике. Серебро также обеспечивает отличную электрическую и теплопроводность. Из-за низкого контактного сопротивления серебрение для электроники часто используется для нанесения покрытия на высокоактивные медные детали.

Серебряное покрытие также используется в контактных соединителях, обеспечивая передачу большей мощности по току и меньшую разделяемую мощность по току, а также в качестве обработки соединителей для сигналов с более высоким нормальным усилием / меньшей долговечностью. Серебро также обладает высокими характеристиками паяемости. Одним из потенциальных недостатков серебряного покрытия является его склонность к потускнению. Иммерсионное серебро иногда используется для печатных плат, требующих паяемости, хотя срок годности иммерсионного серебра несколько ограничен.

Подходящая толщина серебряного покрытия определяется такими факторами, как суровость окружающей среды, степень долговечности и наличие какой-либо обработки поверхности. При нанесении никелевого покрытия требуется более тонкое серебряное покрытие. Никелевый подслой может помочь ограничить потускнение и предотвратить образование потенциально вредных серебряно-медных интерметаллидов.

Платиновое гальваническое покрытие для электроники

Другим драгоценным металлом, используемым для гальванопокрытия, является платина. Входящий в платиновую группу элементов, в которую также входят родий, палладий, осмий, иридий и рутений, металл платина встречается относительно редко, что увеличивает его высокую денежную ценность. Платина металл серебристо-белого цвета известен своим привлекательным, блестящим внешним видом. Платина более пластична, чем ее аналоги из золота и серебра, а также чрезвычайно ковка. Платина также обладает превосходной стойкостью к коррозии.
Процесс гальванопокрытия платиной в основном используется для нанесения защитного покрытия на контакты низкого напряжения и с низким энергопотреблением. В дополнение к предотвращению образования коррозии, платиновое гальванопокрытие может улучшить электропроводность. Размер платинового покрытия может составлять от 0,5 до 5 микрон, хотя процесс гальванопокрытия платиной в электронике обычно рассчитан на толщину покрытия близкому к 5 мкм.

Покрытие для электроники с использованием палладия и палладиевых сплавов

Палладий - довольно редкий серебристо-белый металл, входящий в платиновую группу. Палладий часто используется при изготовлении соединительных контактов во многих типах бытовой электроники. Сплав палладия с никелем может обеспечить важное преимущество низкого поверхностного контактного сопротивления. Появление в последние годы функционального сплава палладий-кобальт оказалось неоценимым в массовом производстве электронных компонентов.
Палладий и палладиевые сплавы завоевывают признание как более дешевая альтернатива золоту при нанесении покрытий на разъемы, используемые для соединения внутренних компьютерных компонентов. Поскольку палладий менее плотный, чем золото, нанесение палладиевого покрытия приводит к снижению веса готового изделия при сохранении сопоставимой толщины покрытия.

Меднение в электронной промышленности

Большинство знает, что медь чрезвычайно хорошо проводит электричество. Это относительно мягкий металл, обладающий высокой теплопроводностью. Использование меди для нанесения покрытий намного дешевле, чем нанесение покрытий драгоценными металлами, такими как золото и серебро. Именно эти свойства делают медь очень ценной при нанесении покрытий на детали и компоненты электроники. Меднение широко используется в производстве полупроводников и схем.
Медь также может быть использована в качестве подложки для других металлов в процессе нанесения гальванопокрытия. Покрытие из меди улучшит электрические свойства других металлов и повысит коррозионную стойкость покрытия.

Покрытие деталей электроники оловом и его сплавами

Лужение - это относительно недорогой процесс. Одним из недостатков “лужения”, как это широко известно, является образование крошечных металлических выступов, называемых усиками, которые могут вызвать короткое замыкание.
Использование сплава олово-свинец при нанесении покрытий на электронику дает ряд дополнительных преимуществ, помимо предотвращения образования оловянных усов. Олово-свинец обеспечивает превосходную паяемость, что важно во многих областях электротехники и электронного производства. Оловянно-свинцовое покрытие обычно не требует нанесения подслоя, что упрощает процесс нанесения покрытия и минимизирует затраты. Общие рекомендации по толщине покрытия электроники сплавом олово-свинец составляют от 7 мкм до 12 мкм.

Нанесение покрытий на пластик

Хотя нанесение покрытий на пластмассы в основном используется в автомобильной промышленности для металлизации неметаллических деталей автомобиля, многие детали и компоненты, используемые в производстве электроники, в настоящее время состоят из пластика или другого непроводящего материала. Использование гальванопокрытия для нанесения покрытия из металла, такого как медь, - это способ металлизации этих деталей, который позволяет им проводить электричество. Медь является очевидным выбором для нанесения покрытия на пластиковые электронные детали из-за ее превосходной электропроводности и превосходных температурных характеристик.
Никель и никелевые сплавы часто используются для нанесения покрытий на пластиковые изделия, такие как ручки и кнопки управления персональными компьютерами и электробытовыми приборами. Блестящее никелевое покрытие может улучшить внешний вид изделия и ограничить воздействие износа, вызванного частым использованием. Оно также может придать декоративный оттенок пластиковой обшивке бытовой техники, такой как холодильники и морозильники. Разработка более термостойких пластмасс также привела к использованию никелирования для соединительных блоков, что облегчает непосредственную пайку на поверхность.

Химическое никелирование компонетов

Металлическое покрытие электроники также может быть получено без использования электричества. Процесс, известный как безэлектродное покрытие, позволяет нанести покрытие на электронную деталь или компонент посредством химической реакции. В результате получается более ровное, однородное покрытие, способное покрывать участки подложки, недоступные обычными методами гальванопокрытия.
Основное применение безэлектродного никелирования в электронике заключается в производстве полупроводников. Никелевое покрытие делает поверхность более восприимчивой к пайке и свариванию, чем это было бы возможно при нанесении покрытия электрическим током. Никель также обеспечивает превосходную защиту от коррозии. Безэлектродное никелирование также используется при производстве цинковых или медных радиаторов, которые охлаждают полупроводники во время работы.

Важность подготовки поверхности при нанесении покрытия на электронику

Ни один процесс нанесения покрытия на электронику не будет успешным без надлежащей подготовки поверхности. Основной проблемой при нанесении покрытий на электронику является осаждение ионных и неионных остатков, которые отрицательно влияют на электропроводность и, возможно, могут помешать надлежащему сцеплению металлического покрытия. Этот остаток также может ограничить эффективность и эксплуатационные характеристики готового изделия после его продажи и ввода в эксплуатацию конечным пользователем.
Технология подготовки поверхности при нанесении покрытий на электронику достигла значительных высот в последние годы. Вместо использования органического растворителя для удаления ионных и неионных остатков, который не обеспечивал эффективной долговременной очистки и представлял опасность для окружающей среды, были разработаны новые, более эффективные и экологически чистые процедуры. Теперь доступны системы подачи воды под высоким давлением, которые могут удалять как ионные, так и неионные остатки, а также предлагают более экологичное решение для подготовки поверхности.

Как правильно выбрать металл для нанесения покрытий на электронику

Существует множество различных металлов и способов нанесения покрытий, так как же определить, какой из них лучше всего подходит для ваших нужд? Следующая информация поможет вам сделать правильный выбор:

• Тип / металл основания: Некоторые металлы более совместимы с некоторыми типами подложек, чем с другими. Например, некоторые металлы лучше ложаться на пластиковые поверхности.
• Внешний вид: Насколько важен общий внешний вид готового изделия? Золотое покрытие, вероятно, будет более привлекательным, чем медное или оловянное.
• Предотвращение повреждений: Как упоминалось ранее, некоторые гальванопокрытия для электроники могут повредить изделие, как в случае с оловянными нитями. Этого можно легко избежать, просто используя другой металл, который может обеспечить аналогичные результаты без риска повреждения.
• Технические характеристики: Должно ли готовое изделие соответствовать строгим требованиям военной приемки, собственным спецификациям? Распространенным примером является обеспечение достаточной защиты покрытия от коррозии в соответствии с рекомендациями по испытаниям солевым напылением.
• Срок службы: Вы должны быть уверены, что выбранное покрытие прослужит столько же, сколько и само изделие, и / или при необходимости увеличит срок службы изделия.
• Экологические соображения: Индустрия обработки металла является одной из наиболее строго регулируемых с точки зрения соблюдения экологических требований. Важно выбрать экологически чистый процесс нанесения покрытий на электронику, который безопасен для окружающей среды.