금도금 PCB 제작 및 마감

여기서 금도금은 전기 도금된 금을 의미합니다. 니켈-금 전기도금, 전해 금, 전기 금 및 전기 도금 니켈-금 보드도 포함됩니다. 금 도금에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 하나는 소프트 골드입니다. 다른 하나는 하드 골드입니다. 하드 골드는 종종 골드 핑거에 사용됩니다.

기본 아이디어는 간단합니다. 니켈과 금(흔히 금염이라고도 함)은 화학 용액에 녹습니다. PCB는 도금 탱크로 들어갑니다. 그런 다음 전류를 흘려보냅니다. 그러면 기판의 구리 호일에 니켈-금 층이 형성됩니다. 니켈-금 도금은 전자제품에 널리 사용됩니다. 도금된 층이 단단하고 잘 마모되며 산화에 강하기 때문입니다.

금도금 PCB를 사용하는 이유는 무엇인가요?

이제 IC에 더 많은 핀이 있습니다. 핀이 서로 더 가까워졌습니다. 스프레이 주석 공정은 매우 미세한 패드를 충분히 평평하게 만들 수 없습니다. 이로 인해 SMT 배치가 어렵습니다. 또한 주석 납 또는 HASL 보드는 보관 수명이 짧습니다. 금도금 보드는 이러한 문제 중 일부를 해결합니다.

1. 표면 실장 기술과 0201 이하와 같은 초소형 부품의 경우 패드 평탄도가 매우 중요합니다. 패드 평탄도는 솔더 페이스트 인쇄 품질에 영향을 미칩니다. 이는 리플로우 솔더링 품질에도 영향을 미칩니다. 따라서 고밀도 및 초소형 SMD 작업에는 전체 기판 금도금이 일반적입니다.

2. 시험판 또는 프로토타입 단계에서는 부품 구매로 인해 조립이 지연될 수 있습니다. PCB를 만든 후 몇 주 또는 몇 달 동안 SMT를 시작할 수 없는 경우도 있습니다. 금도금 기판은 주석 납 기판보다 보관 수명이 훨씬 깁니다. 그래서 많은 사람들이 금도금 기판을 선호합니다. 또한 샘플 실행에서 금도금 PCB의 비용은 주석 납 기판과 비슷합니다.

3. 라우팅의 밀도가 높아짐에 따라 트레이스 폭과 간격이 3~4밀리미터에 이릅니다. 이는 금선 단락의 위험을 높입니다. 신호 주파수가 높아질수록 스킨 효과가 더욱 중요해집니다. 스킨 효과는 고주파 교류 전류가 도체 표면 근처에서 이동하는 것을 의미합니다. 이는 도금된 층에서 신호가 이동하는 방식을 변경합니다. 이는 신호 품질에 영향을 줄 수 있습니다. 스킨 깊이는 주파수에 따라 달라집니다.

따라서 많은 디자인에서 금도금은 납땜성, 보관 수명 및 기계적 마모에 도움이 됩니다. 하지만 설계자는 금선 단락 및 고주파에서의 신호 변화와 같은 문제를 주의해야 합니다.

하드 골드와 소프트 골드

하드 골드란 무엇인가요?

경질 금은 금 층에 다른 금속을 추가한다는 의미입니다. 이렇게 하면 금의 구조가 바뀝니다. 층이 더 단단해집니다. 일반적으로 사용되는 금속은 코발트, 니켈, 구리, 팔라듐, 인듐입니다. 과거에는 철, 주석, 카드뮴도 사용되었습니다. 오늘날에는 코발트와 니켈이 일반적입니다. 때때로 색을 맞추기 위해 작은 인듐이 첨가되기도 합니다.

도금의 경도는 합금 함량에 따라 다릅니다. 커넥터 접점의 경도는 보통 HV130-220 정도입니다. 18k 금과 같은 일부 장식용 또는 보석용 도금은 경도가 약 400에 달할 수 있습니다. 금-구리-카드뮴 또는 최신 금-구리-인듐과 같은 과거의 합금은 매우 단단할 수 있습니다.

경질 금은 내마모성이 중요한 곳에 사용됩니다. 예를 들어 커넥터 단자 및 장식용 부품이 이에 해당합니다.

소프트 골드란 무엇인가요?

소프트 골드는 순금 도금입니다. 다른 금속이나 원소가 첨가되지 않았습니다. 층은 약 HV70 경도로 더 부드럽습니다. 소프트 골드는 칩 본딩과 초음파 본딩에 적합합니다. LED 업계에서는 와이어 본딩에 소프트 골드를 사용하는 경우가 많습니다.

연질 및 경질 금 도금 순서

소프트 골드 시퀀스

산세 → 니켈 도금 → 순금 도금

하드 골드 시퀀스

산세 → 니켈 도금 → 프리 골드(플래시 골드) → 금-니켈 또는 금-코발트 합금 전기도금

이러한 순서는 작업 현장의 표준 단계입니다. 니켈 언더 레이어와 금 마감을 보장합니다. 프리 골드 단계는 하드 골드 공정의 접착력과 최종 경도 제어에 도움이 됩니다.

침지 금과 전기도금 금의 차이점

다음은 엔지니어들이 자주 겪는 실질적인 차이점입니다. 제품 요구 사항에 따라 프로세스를 선택하세요.

1. 결정 구조와 두께가 다릅니다. 침지 금(업계에서는 ENIG라고도 함)과 전기 도금 금은 서로 다른 결정 구조를 형성합니다. 참고에 따르면 침지 금은 더 두껍고 더 황금색을 띠는 경향이 있습니다. 고객은 이러한 외관을 선호할 수 있습니다.

2. 침지 금은 실제로 납땜하기가 더 쉽습니다. 납땜 결함이 적고 고객 불만이 적은 경향이 있습니다. 또한 침지 금은 스트레스가 적습니다. 본딩이 필요한 제품의 경우 침지 금이 더 적합할 수 있습니다. 그러나 침지 금은 전기 도금된 경질 금보다 부드럽기 때문에 금 핑거에 대한 내마모성이 떨어집니다.

3. 패드에 니켈 하층이 있는 한, 피부 효과 신호 경로는 구리에 남아 있습니다. 따라서 침지 금은 신호 전송에 해를 끼치지 않아야 합니다.

4. 침지 금은 결정 구조가 더 조밀하고 산화에 더 잘 견디는 것으로 알려져 있습니다. 제품의 필요에 따라 공정을 선택하세요.

5. 라우팅, 트레이스 폭 및 간격이 3~4밀리미터로 좁아지면 전기 도금된 금은 금선 단락을 더 쉽게 일으킬 수 있습니다. 패드 아래에 니켈이 포함된 침지 금은 대부분의 경우 금선 단락을 방지합니다.

6. 니켈 언더레이어가 있는 침지 골드 패드는 솔더 마스크와 구리에 더 잘 접착됩니다. 따라서 마스크 접착력이 더욱 견고해집니다. 엔지니어가 보정 또는 재작업을 할 때 거리가 쉽게 변하지 않습니다.

7. 침지 금은 평탄도가 높고 조립이 중요한 보드에 자주 사용됩니다. 일반적으로 조립 후 검은색 패드 문제가 나타나지 않습니다. 침지 금의 평탄도와 보관 수명은 대부분의 경우 우수한 전기 도금 금과 비슷합니다.

참고: 이러한 사항은 실제 매장 경험을 반영합니다. 항상 특정 제품 및 조립 라인에 맞게 테스트하세요.

PCB 표면 금도금 공정 흐름

아래는 전체 보드 전기 도금 하드 골드에 대한 흐름 예시입니다. 값과 단계는 상점 표준을 따릅니다.

전체 기판 전기 도금 하드 골드, 금 두께 ≤ 1.5μm

프로세스 흐름

전 공정 → 외층 드라이 필름 → 드라이 필름 확인 → 구리-니켈-금 패턴 도금 → 2차 드라이 필름 → 드라이 필름 확인 → 하드 골드 전착 → 외층 에칭 → 다음 공정 진행

제작 노트

1. 전기 금에 강한 GPM-220 건식 필름을 사용합니다.

2. 전체 보드에 솔더 마스크 인쇄가 없는 경우 두 번째 드라이 필름이 필요하지 않습니다.

3. 보드에 솔더 마스크가 있는 경우, 두 번째 건조 필름은 패드 창 위치만 덮어야 합니다. 두 번째 필름을 보드 전체에 바르지 마십시오.

4. 보조 드라이 필름 필름(드라이 필름용 필름)은 솔더 마스크 필름과 같은 역할을 해야 합니다. 패드만 보관하고 솔더 마스크 필름과 동일한 필름을 공유하지 마십시오. 드라이 필름은 솔더 마스크 필름보다 2밀리미터 더 커야 합니다.

금 두께 1.5μm < 금 두께 ≤ 4.0μm

프로세스 흐름

전 공정 → 외층 드라이 필름 → 드라이 필름 확인 → 패턴 도금 → 외층 에칭 → 2차 드라이 필름 → 드라이 필름 확인 → 솔리드 플레이트 구리-니켈-금 → 전극 하드 골드 → 스트립 리드 와이어 → 다음 공정 순으로 진행됩니다.

제작 노트

1. 일렉트로 골드에는 GPM-220 건식 필름을 사용합니다.

2. 전체 보드에 솔더 마스크가 인쇄되지 않은 경우 두 번째 건조 필름이 필요하지 않습니다.

3. 솔더 마스크가 있는 경우 패드 창에만 두 번째 건조 필름을 붙입니다. 보드 전체에 바르지 마십시오.

4. 보조 드라이 필름은 패드만 보관해야 하며 솔더 마스크 필름과 공유할 수 없습니다. 솔더 마스크 필름보다 2밀리미터 더 커야 합니다.

5. 금도금 영역 간격에 대해서는 라우팅 기능 설계를 참조하세요.

6. 리드선을 벗겨내거나 리드선을 재작업하는 방법을 사용합니다.

특별 참고 사항

1. 두꺼운 금도금은 이제 금-코발트 합금을 사용하는 경우가 많습니다. 이는 PCB 플러그 또는 접점 스위치 패드에 일반적으로 사용됩니다.

2. 전체 기판 두께 금의 경우, 두꺼운 금 영역에 SMT 또는 BGA 패드가 있는지 평가합니다. 그렇다면 납땜 가능성 문제에 대해 고객에게 경고합니다. 이러한 위치에는 대신 패턴 도금된 구리-니켈-골드를 제안하세요.

3. 고객이 이미 하드 골드가 필요한 리드아웃 패드를 준비했다면, 외층 에칭 후 바로 하드 골드 공정을 진행할 수 있습니다.

4. 금 두께가 4μm를 초과하는 보드는 만들지 마세요.

5. 금 + 경금에 2차 건식 필름을 사용하는 공정의 경우, 금 두께 대비 간격 요구 사항은 금 두께 0.38μm의 경우 최소 간격 7밀, 0.8μm의 경우 최소 간격 8밀, ≥1.0μm의 경우 최소 간격 10밀입니다.

풀보드 전기 도금 소프트 골드(금 두께 ≤ 1.5μm)

프로세스 흐름

전 공정 → 외층 드라이 필름 → 드라이 필름 확인 → 구리-니켈-금 패턴 도금 → 2차 드라이 필름 → 드라이 필름 확인 → 소프트 골드 전기 도금 → 외층 에칭 → 다음 공정 순으로 진행됩니다.

제작 노트

1. 전기 금에 강한 GPM-220 건식 필름을 사용합니다.

2. 전체 보드에 솔더 마스크 인쇄가 없는 경우 두 번째 드라이 필름이 필요하지 않습니다.

3. 보드에 솔더 마스크가 있는 경우, 전체 보드가 아닌 패드 창에만 두 번째 드라이 필름을 사용합니다.

4. 보조 드라이 필름 필름은 솔더 마스크 필름과 동일합니다. 패드만 보관하세요. 솔더 마스크 필름과 공유하지 마십시오. 솔더 마스크 필름보다 2밀리미터 더 커야 합니다.

금 두께 1.5μm < 금 ≤ 4.0μm

프로세스 흐름

전공정 → 외층 드라이 필름 → 드라이 필름 확인 → 패턴 도금 → 외층 에칭 → 2차 드라이 필름 → 드라이 필름 확인 → 구리-니켈-금 패턴 도금 → 소프트 골드 전기 도금 → 리드선 스트립 → 다음 공정 진행

제작 노트

1. 전기 금에 강한 GPM-220 건식 필름을 사용합니다.

2. 전체 보드에 솔더 마스크 인쇄가 없는 경우 두 번째 드라이 필름이 필요하지 않습니다.

3. 보드에 솔더 마스크가 있는 경우 패드 창에만 두 번째 드라이 필름을 사용합니다.

4. 보조 드라이 필름은 패드만 보관하고 솔더 마스크 필름과 공유하지 않아야 합니다. 솔더 마스크 필름보다 2밀리미터 더 커야 합니다.

5. 골드 영역 간격의 경우 라우팅 기능 디자인을 따르세요.

6. 리드선을 벗겨내거나 리드선을 수리하는 방법을 사용합니다.

특별 참고 사항

1. 고객이 이미 소프트 골드가 필요한 리드아웃 패드를 보유하고 있는 경우, 외층 에칭 후 소프트 골드 프로세스를 따릅니다.

2. 금 두께가 4μm를 초과하는 보드는 만들지 마세요.

3. 2차 드라이 필름을 사용하는 금 + 소프트 금의 경우, 금 두께 대비 간격 규칙은 다음과 같습니다: 0.38μm 최소 간격 7밀리, 0.8μm 최소 간격 8밀리, ≥1.0μm 최소 간격 10밀리.

니켈 무첨가 전기 도금 골드(하드/소프트 골드)

요구 사항 및 참고 사항

1. 하드 골드든 소프트 골드든 고객이 요청한 니켈이 없는 금의 경우, 최소 금 두께를 0.5μm로 관리해야 합니다. 0.5μm 미만인 경우 니켈이 없는 금을 사용하지 마십시오.

2. 금 두께가 4μm를 초과하면 만들지 마세요.

3. 니켈이 전기 도금된 하드 골드 또는 소프트 골드 보드의 경우 동일한 규칙을 따릅니다. 유일한 차이점은 MI를 “금만 있고 니켈은 없음”으로 표시하지 않는다는 것입니다. 대신 필요한 니켈 두께를 입력합니다.

4. 금 + 2차 건조 필름이 있는 하드 금의 경우 간격 규칙은 다음과 같습니다: 0.38μm 금 최소 7밀리, 0.8μm 최소 8밀리, 1.0μm 이상 최소 10밀리.

금도금에 대한 설계 요구 사항 및 참고 사항

리드선이 있는 경우

골드 핑거 끝에 12밀리미터 너비의 트레이스를 납으로 추가합니다. 완성된 구리 두께가 2온스 이하인 경우 구리 두께가 2온스 이상인 경우 리드 트레이스는 보드의 최소 선 너비보다 작아서는 안 됩니다. 골드 핑거의 양쪽에서 가장 가까운 밀링 슬롯에 가짜 골드 핑거를 추가하여 전류를 나눕니다. 이렇게 하면 가운데 골드 핑거의 두께가 고르지 않은 것을 방지할 수 있습니다.

리드선이 없는 경우(국부적으로 두꺼운 금)

1. 드릴링: 보드를 관통하는 PTH 구멍만 드릴로 뚫습니다. NPTH 구멍의 경우 투 드릴 방식 처리를 사용합니다.

2. 솔더 마스크 1: MI 비고란에 일렉트로 골드 필름을 사용한다고 명시해야 합니다.

3. 마킹 1: MI 비고란에 마킹을 하지 않고 보드만 굽는다고 나와 있습니다.

4. 솔더 마스크 2: MI가 솔더 마스크를 제거하라는 메시지를 표시합니다. 솔더 마스크를 제거한 후 산화를 방지하기 위해 다음 공정으로 빠르게 이동합니다.

주의

I. 라우팅 필름은 전기 금도금할 위치를 가려야 합니다.
II. 트레이스에 연결된 일렉트로 골드 패드의 경우 패드와 트레이스의 결합 지점에 눈물방울을 추가합니다.
III. 솔더 마스크 2: MI 메모에 일렉트로 골드 표면을 샌딩해서는 안 된다고 명시되어 있습니다. 단면 일렉트로 골드의 경우 프런트 엔드 청소 시 큰 구리 면만 샌딩해야 합니다.

필리패스트의 금도금 기능