PCB doré épais vs PCB standard : comprendre les différences

Dans le monde des circuits imprimés (PCB), le choix des matériaux et des procédés de fabrication peut avoir un impact considérable sur la qualité et les performances des appareils électroniques. L'une de ces variantes est le PCB doré épais, qui offre des avantages uniques par rapport aux PCB standard.Notre objectif ici est de fournir une compréhension complète des PCB en or épais, en expliquant leur composition, leurs avantages et leurs différences par rapport aux PCB traditionnels.

1. Comprendre les PCB en or épais

Le PCB en or épais est un type spécial de circuit imprimé qui présente une couche d'or beaucoup plus épaisse sur sa surface.Ils sont composés de plusieurs couches de cuivre et de matériaux diélectriques avec une couche d'or ajoutée sur le dessus. Ces PCB sont fabriqués selon un processus de galvanoplastie qui garantit que la couche d'or est uniforme et fermement liée. Contrairement aux PCB standard, les PCB en or épais ont une couche de placage d'or beaucoup plus épaisse sur la finition de surface finale. L'épaisseur de l'or sur un PCB standard est généralement d'environ 1 à 2 micropouces ou 0,025 à 0,05 microns. En comparaison, les PCB en or épais ont généralement une épaisseur de couche d'or de 30 à 120 micropouces ou de 0,75 à 3 microns.

2.Avantages du PCB doré épais

Les PCB en or épais offrent de nombreux avantages par rapport aux options standard, notamment une durabilité accrue, une conductivité améliorée et des performances supérieures.

Durabilité:
L'un des principaux avantages des PCB en or épais est leur durabilité exceptionnelle. Ces cartes sont spécialement conçues pour résister aux environnements difficiles, ce qui les rend idéales pour les applications fréquemment exposées à des températures extrêmes ou à des conditions difficiles. L'épaisseur du placage or fournit une couche de protection contre la corrosion, l'oxydation et d'autres formes de dommages, garantissant ainsi une durée de vie plus longue du PCB.

Améliorer la conductivité électrique :
Les PCB en or épais ont une excellente conductivité électrique, ce qui en fait le premier choix pour les applications nécessitant une transmission efficace du signal. L'épaisseur accrue du placage or réduit la résistance et améliore les performances électriques, garantissant une transmission transparente du signal sur toute la carte. Ceci est particulièrement important pour les secteurs tels que les télécommunications, l’aérospatiale et les dispositifs médicaux, où une transmission de données précise et fiable est essentielle.

Améliorer la soudabilité :
Un autre avantage des PCB en or épais est leur soudabilité améliorée. L'épaisseur accrue du placage à l'or permet un meilleur écoulement et un meilleur mouillage de la soudure, réduisant ainsi le risque de problèmes de refusion de la soudure pendant la fabrication. Cela garantit des joints de soudure solides et fiables, éliminant les défauts potentiels et améliorant la qualité globale du produit.

Vie des contacts :
Les contacts électriques sur les PCB en or épais durent plus longtemps en raison de l'épaisseur accrue du placage en or. Cela améliore la fiabilité des contacts et réduit le risque de dégradation du signal ou de connectivité intermittente au fil du temps. Par conséquent, ces PCB sont largement utilisés dans les applications avec des cycles d'insertion/extraction élevés, telles que les connecteurs de cartes ou les modules de mémoire, qui nécessitent des performances de contact durables.

Améliorer la résistance à l'usure :
Les PCB en or épais fonctionnent bien dans les applications qui nécessitent une usure répétée. L'épaisseur accrue du placage en or fournit une barrière protectrice qui aide à résister aux frottements et aux effets de frottement liés à une utilisation répétée. Cela les rend idéaux pour les connecteurs, les pavés tactiles, les boutons et autres composants sujets à un contact physique constant, garantissant ainsi leur longévité et leurs performances constantes.

Réduisez la perte de signal :
La perte de signal est un problème courant dans les applications haute fréquence. Cependant, les PCB en or épais offrent une solution viable qui peut minimiser la perte de signal en raison de leur conductivité améliorée. Ces PCB présentent une faible résistance pour garantir une intégrité optimale du signal, minimiser les pertes de transmission de données et maximiser l'efficacité du système. Par conséquent, ils sont largement utilisés dans des secteurs tels que les télécommunications, les équipements sans fil et les équipements haute fréquence.

3. L'importance d'augmenter l'épaisseur du placage à l'or pour les PCB en or épais :

L'épaisseur accrue du placage d'or dans les PCB en or épais répond à plusieurs objectifs importants.Premièrement, il offre une protection supplémentaire contre l’oxydation et la corrosion, garantissant ainsi une fiabilité et une stabilité à long terme, même dans des environnements difficiles. L'épais placage d'or agit comme une barrière, empêchant toute réaction chimique entre les traces de cuivre sous-jacentes et l'atmosphère extérieure, surtout en cas d'exposition à l'humidité ou à des contaminants industriels.

Deuxièmement, la couche d'or plus épaisse améliore la conductivité globale et les capacités de transmission du signal du PCB.L'or est un excellent conducteur d'électricité, encore meilleur que le cuivre couramment utilisé pour les traces conductrices des PCB standards. En augmentant la teneur en or à la surface, les PCB en or épais peuvent atteindre une résistivité plus faible, minimisant ainsi la perte de signal et garantissant de meilleures performances, en particulier dans les applications à haute fréquence ou celles impliquant des signaux de faible niveau.

De plus, des couches d'or plus épaisses offrent une meilleure soudabilité et une surface de montage des composants plus solide.L'or a une excellente soudabilité, permettant des joints de soudure fiables lors de l'assemblage. Cet aspect est essentiel car si les joints de soudure sont faibles ou irréguliers, cela peut provoquer une défaillance intermittente ou complète du circuit. L'épaisseur accrue de l'or améliore également la durabilité mécanique, rendant les PCB en or épais moins sensibles à l'usure et plus résistants aux contraintes mécaniques et aux vibrations.

Il convient de noter que l’épaisseur accrue de la couche d’or dans les PCB en or épais entraîne également des coûts plus élevés par rapport aux PCB standards.Le processus approfondi de placage à l’or nécessite du temps, des ressources et une expertise supplémentaires, ce qui entraîne une augmentation des dépenses de fabrication. Cependant, pour les applications nécessitant une qualité, une fiabilité et une longévité supérieures, l'investissement dans des PCB en or épais dépasse souvent les risques et les coûts potentiels associés à l'utilisation de PCB standards.

4. La différence entre un PCB doré épais et un PCB standard :

Les PCB standard sont généralement constitués d'un matériau époxy avec une couche de cuivre sur un ou les deux côtés de la carte. Ces couches de cuivre sont gravées pendant le processus de fabrication pour créer les circuits nécessaires. L'épaisseur de la couche de cuivre peut varier en fonction de l'application, mais se situe généralement entre 1 et 4 oz.

Les PCB en or épais, comme leur nom l'indique, ont une couche de placage d'or plus épaisse que les PCB standard. Les PCB standard ont généralement une épaisseur de placage d'or de 20 à 30 micro pouces (0,5 à 0,75 microns), tandis que les PCB en or épais ont une épaisseur de placage d'or de 50 à 100 micro pouces (1,25 à 2,5 microns).

Les principales différences entre les PCB en or épais et les PCB standard sont l'épaisseur de la couche d'or, la complexité de fabrication, le coût, les domaines d'application et l'applicabilité limitée aux environnements à haute température.

Épaisseur de la couche d'or :
La principale différence entre un PCB en or épais et un PCB standard est l'épaisseur de la couche d'or. Le PCB en or épais a une couche de placage d'or plus épaisse que le PCB standard. Cette épaisseur supplémentaire contribue à améliorer la durabilité et les performances électriques du PCB. L'épaisse couche d'or fournit un revêtement protecteur qui améliore la résistance du PCB à la corrosion, à l'oxydation et à l'usure. Cela rend le PCB plus résistant aux environnements difficiles, garantissant ainsi un fonctionnement fiable à long terme. Un placage en or plus épais permet également une meilleure conductivité électrique, permettant une transmission efficace du signal. Ceci est particulièrement avantageux dans les applications nécessitant une transmission de signaux à haute fréquence ou à grande vitesse, telles que les télécommunications, les équipements médicaux et les systèmes aérospatiaux.
Coût:
Par rapport aux PCB standard, le coût de production des PCB en or épais est généralement plus élevé. Ce coût plus élevé résulte du fait que le processus de placage nécessite un matériau d'or supplémentaire pour atteindre l'épaisseur requise. Cependant, la fiabilité et les performances supérieures des PCB en or épais justifient le coût supplémentaire, en particulier dans les applications où des exigences élevées doivent être satisfaites.
Domaines d'application :
Les PCB standard sont largement utilisés dans diverses industries, notamment l'électronique grand public, les systèmes automobiles et les équipements industriels. Ils conviennent aux applications où une fiabilité élevée n’est pas une priorité absolue. Les PCB en or épais, en revanche, sont principalement utilisés dans les domaines professionnels qui nécessitent une fiabilité et des performances supérieures. Des exemples de ces domaines d'application comprennent l'industrie aérospatiale, les équipements médicaux, les équipements militaires et les systèmes de télécommunications. Dans ces domaines, les fonctions critiques reposent sur des composants électroniques fiables et de haute qualité, c'est pourquoi les PCB en or épais constituent le premier choix.
Complexité de fabrication :
Comparé aux PCB standards, le processus de fabrication des PCB en or épais est plus complexe et prend plus de temps. Le processus de galvanoplastie doit être soigneusement contrôlé pour obtenir l’épaisseur de couche d’or souhaitée. Cela augmente la complexité et le temps requis du processus de production. Un contrôle précis du processus de placage est essentiel car les variations de l'épaisseur de la couche d'or peuvent affecter les performances et la fiabilité des PCB. Ce processus de fabrication méticuleux contribue à la qualité et à la fonctionnalité supérieures des PCB en or épais.
Aptitude limitée aux environnements à haute température :
Bien que les PCB en or épais fonctionnent bien dans la plupart des environnements, ils ne constituent peut-être pas le choix le plus approprié pour les applications à haute température. Dans des conditions de températures extrêmement élevées, d'épaisses couches d'or peuvent se dégrader ou se délaminer, affectant les performances globales du PCB.
Dans ce cas, des traitements de surface alternatifs tels que l'étain par immersion (ISn) ou l'argent par immersion (IAg) peuvent être préférés. Ces traitements offrent une protection adéquate contre les effets des températures élevées sans affecter la fonctionnalité du PCB.

Le choix des matériaux PCB peut avoir un impact significatif sur la qualité et les performances des appareils électroniques. Les PCB en or épais offrent des avantages uniques tels qu'une durabilité améliorée, une soudabilité améliorée, une excellente conductivité électrique, une fiabilité de contact supérieure et une durée de conservation prolongée.Leurs avantages justifient le coût de production plus élevé et les rendent particulièrement adaptés aux industries spécialisées qui privilégient la fiabilité, comme l'aérospatiale, les dispositifs médicaux, les équipements militaires et les systèmes de télécommunications. Comprendre la composition, les avantages et les différences entre les PCB en or épais et les PCB standards est crucial pour les ingénieurs, les concepteurs et les fabricants qui cherchent à optimiser les performances et la longévité de leurs appareils électroniques. En tirant parti des qualités uniques des PCB en or épais, ils peuvent garantir à leurs clients des produits fiables et de haute qualité.