En la fabricación electrónica, la lámina de cobre es el "vaso sanguíneo" del circuito conductor: la capa de línea de la placa de circuito impreso (pcb), el sustrato conductor de la placa de circuito flexible y la capa reflectante del blindaje electromagnético dependen casi de la lámina de cobre. La resistencia eléctrica del cobre es tan baja como 1,7 × 10 ⁶ Omega · cm, y la conductividad eléctrica es solo superada por la plata entre los metales industriales, y el costo es mucho menor que el de los metales preciosos.

Pero el cobre tiene una deficiencia innata: la superficie se oxida fácilmente. Las láminas de cobre expuestas al aire comienzan a decolorarse a temperatura ambiente durante varias horas, produciendo óxido cuproso y óxido cuproso. En ambientes de alta temperatura y alta humedad, la oxidación es más rápida e incluso se produce carbonato de cobre básico Verde. Esta película de óxido es un semiconductor o incluso un aislador - aumenta la resistencia al contacto, lo que hace que la almohadilla de PCB no esté cubierta de estaño, la soldadura sea mala o el contacto con las propiedades eléctricas sea malo, reduce el rendimiento del producto e incluso causa fallas en el producto.

II. ¿ por qué el oro: la lógica de ingeniería de la selección de materiales

Como material de recubrimiento, el oro (au) tiene una posición insustituible en la industria electrónica. Esta elección no está determinada por consideraciones "de alta gama" o "decorativas", sino por las propiedades físico - químicas del oro.

3. Fondo de níquel: una capa de transición ineludible

En el proceso real de chapado en oro de lámina de cobre, la capa de oro generalmente no se deposita directamente en la superficie de la lámina de cobre, sino que primero se deposita una capa de níquel como base. Este diseño no es una redundancia en el proceso, sino una necesidad de ingeniería basada en la ciencia de los materiales.

Por lo tanto, la estructura típica del chapado en oro de la lámina de cobre es:Sustrato de lámina de cobre → capa de Transición de níquel → capa funcional de oroEsta estructura de tres capas tiene en cuenta la Alta conductividad eléctrica del cobre, la función de barrera del níquel y la estabilidad química del oro.

4. espesor de la capa de oro y efecto cutáneo: la propuesta central de la aplicación de alta frecuencia

El espesor de la capa de oro es uno de los parámetros más críticos en la selección del chapado en oro de lámina de cobre. La determinación de este parámetro requiere comprender un fenómeno geomagnético básico, el efecto de la piel.

Bajo señales de alta frecuencia, la corriente se concentra en una capa extremadamente delgada de la superficie del conductor y fluye en lugar de distribuirse uniformemente en toda la sección transversal. La profundidad de la piel disminuye con el aumento de la frecuencia. En los PCB tratados con enig, la capa exterior es la capa de oro (generalmente solo 0,05 - 0,1 micras de espesor). El oro es un excelente conductor, y la corriente de alta frecuencia fluye principalmente en esta fina capa de oro. Aunque la capa de níquel debajo de ella no es tan conductora como el oro y el cobre, debido a que la profundidad de la piel es muy superficial a alta frecuencia, la corriente eléctrica apenas penetra en el interior de la capa de níquel, y mucho menos en la capa de cobre.

El espesor de la capa dorada de la lámina de cobre dorada de Ciencia y tecnología avanzada de la Academia se puede controlar en 0,04 μm ± 0,01, y la resistencia cuadrada ≤ 0,02 Omega / □, lo que mejora la eficiencia del blindaje a más de 90 DB en un gran rango de frecuencia. Para aplicaciones de banda de frecuencia más alta, el espesor de la capa de oro se puede personalizar aún más de acuerdo con la demanda.

V. parámetros clave de rendimiento

VI. escenarios de aplicación típicos

7. consideraciones de selección: del espesor de la capa de oro al escenario de aplicación

• El espesor de la capa de oro coincide con la frecuencia:Las aplicaciones de alta frecuencia (por encima del nivel de ghz) requieren un espesor suficiente de la capa de oro para garantizar que la corriente de la piel se transmita completamente en la capa de oro; Las aplicaciones de baja frecuencia pueden reducir adecuadamente la capa de oro para controlar los costos. La tecnología avanzada de la Academia puede personalizar productos con diferentes grosores de capa de oro de acuerdo con las necesidades de los clientes.
• Espesor de la capa de níquel y barrera de difusión:El espesor de la capa de níquel debe ser suficiente para bloquear eficazmente la difusión mutua de cobre y oro, y no debe ser demasiado grueso para no afectar la flexibilidad general. El rango de espesor de la capa típica de níquel es de 0,5 a 2 micras.
• Selección del sustrato de lámina de cobre:La lámina de cobre calandrada blanda (pureza superior al 99,9%) tiene mejores propiedades mecánicas y planitud de la superficie, adecuada para aplicaciones de alta frecuencia y precisión.
• Entorno de trabajo:La capa de oro ofrece una excelente resistencia a la corrosión, pero en entornos extremos que contienen sulfuros o iones de cloro, la fiabilidad a largo plazo aún debe evaluarse. La prueba de niebla de sal sin corrosión las 24 horas es el estándar básico de verificación de resistencia a la corrosión.

8. observaciones finales

La esencia del chapado en oro de la lámina de cobre es establecer una solución de material unificada entre "la conductividad eléctrica y las ventajas de costo del cobre" y "la inercia química y las propiedades de transmisión de señal del oro". No "reemplaza" el cobre con oro, sino que "protege" el cobre con oro - construyendo una densa barrera de inercia química en la superficie de la lámina de cobre, mientras que la capa de níquel se utiliza como barrera de difusión y transición de adhesión, permitiendo que el "esqueleto" del cobre y la "función" del oro trabajen juntos.

Desde los circuitos de alta frecuencia de las estaciones base 5G hasta los puntos de contacto de los instrumentos de precisión, desde las capas de blindaje electromagnético hasta las almohadillas de PCB soldados automatizadas, el chapado en oro de lámina de cobre está elevando las necesidades básicas de ingeniería de "resistencia a la oxidación" a soluciones a nivel de sistema de "garantía de integridad de señal". Comprender la relación entre el grosor de la capa de oro y el efecto cutáneo, la necesidad de ingeniería de la capa de Transición de fondo de níquel y la demanda diferenciada de parámetros de recubrimiento en diferentes escenarios de aplicación son las claves para actualizar el chapado de cobre de "un tratamiento de superficie" a "decisión de ingeniería".