Czym jest platerowanie boczne PCB? Jak zaprojektować platerowanie krawędzi PCB?
By Prototyp PCBAData publikacji: 2025-07-20Kategorie: TechnicznyKomentarze 0 Czym jest platerowanie boczne PCB? Jak zaprojektować platerowanie krawędzi PCB?
By Prototyp PCBAData publikacji: 2025-07-20Kategorie: TechnicznyKomentarze 0 Czym jest platerowanie boczne PCB? Jak zaprojektować platerowanie krawędzi PCB?
I. Czym jest galwanizacja boczna PCB?
Powłoka boczna PCB, znana również jako powłoka krawędziowa, to miedziowanie biegnące od górnej do dolnej powierzchni płytki i wzdłuż (co najmniej) jednej krawędzi obwodowej. Zapewnia ono bezpieczne połączenia PCB i zmniejsza ryzyko awarii urządzenia, szczególnie w przypadku małych płytek PCB i płyt głównych. Typowe przykłady takiej powłoki można znaleźć w modułach Wi-Fi i Bluetooth.
W procesie produkcyjnym krawędzie przeznaczone do metalizacji powinny zostać wyfrezowane przed miedziowaniem. Po nałożeniu miedzi, krawędzie płytki PCB poddawane są odpowiedniej obróbce powierzchniowej.
II. Kiedy stosować galwanizację boczną PCB?
Sytuacje, w których stosuje się poszycie krawędziowe:
- Wymagana jest zwiększona przewodność prądowa PCB
- Połączenia należy wykonać na krawędzi płytki PCB
- Płytka PCB wymaga ochrony przed uderzeniami bocznymi
- Dodatkowa płytka PCB jest podłączona do płyty głównej za pomocą jej krawędzi
- Lutowanie krawędziowe jest niezbędne do poprawy montażu
III. Rodzaje powlekania bocznego PCB
1. Pełne, owijane poszycie krawędzi
Pełne platerowanie obwodowe metalizuje krawędź wzdłuż boku po wierceniu. Ten proces frezowania odsłania ścianki boczne płytki PCB pod wpływem miedzi bazowej nanoszonej bezprądowo, co pozwala na jej nakładanie jednocześnie z wierceniem.
W tym przypadku warstwa bazowa tworzy powierzchnię przewodzącą, na której można nałożyć grubszą i trwalszą warstwę miedzi (w celu uzyskania lepszej przyczepności).
Pełne owijanie krawędzi
2. Miedź-krawędź płyty
Aby uniknąć uszkodzenia miedzi, zazwyczaj wymagamy minimalnej odległości między elementami miedzianymi a krawędzią płytki PCB. Odległości te wynoszą:
- 0.25 mm dla warstw zewnętrznych z wyłomami
- 0.40 mm dla warstw wewnętrznych z wybiciami
- 0.45 mm dla wszystkich warstw z nacięciami w kształcie litery V
Odległość między miedzią a krawędzią płytki należy stosować wyłącznie w przypadku płaszczyzn i dużych obszarów miedzi, gdzie ewentualne drobne uszkodzenia miedzi nie wpłyną na wydajność płytki. Aby zapobiec uszkodzeniom, ścieżki nie powinny być umieszczane w minimalnej odległości od krawędzi płytki.
Jeżeli pady znajdują się w minimalnej odległości od krawędzi płytki, zostaną one przycięte w celu przywrócenia minimalnej wolnej przestrzeni od miedzi, chyba że:
- Podkładki są częścią łącznika krawędziowego (zwykle ze ściętą krawędzią)
- Podkładki oznaczone są „do krawędzi płytki” na osobnej warstwie mechanicznej
- Przycięcie przekracza 25% powierzchni podkładki, co jest uważane za anomalię.
3. Otwory przelotowe (PTH) na krawędziach płytki
Otwory PTH krawędziowe to metalizowane otwory wycięte na krawędzi płytki drukowanej, znane również jako otwory motylkowe. Służą do łączenia dwóch płytek PCB poprzez lutowanie bezpośrednie lub za pomocą złącza. Krawędź płytki PCB musi mieć wystarczająco dużo wolnej przestrzeni, aby zabezpieczyć płytkę w panelu produkcyjnym podczas produkcji.
Na górnej i dolnej warstwie muszą znajdować się pady, aby mocno zakotwiczyć powłokę na płytce. W przypadku mniejszych rozmiarów preferowane jest złote wykończenie powierzchni.
Oto kilka kluczowych kwestii:
- Krawędź płytki PCB musi mieć wystarczająco dużo wolnego miejsca, aby umożliwić zabezpieczenie płytki PCB w panelu produkcyjnym w trakcie produkcji.
- Pady muszą zostać umieszczone na górnej i dolnej warstwie (oraz ewentualnie warstwach wewnętrznych), aby trwale przymocować powłokę do płytki PCB.
- Zasadniczo otwory powinny być jak największe, aby zapewnić dobre lutowanie do płytki PCB; zaleca się stosowanie otworów o średnicy 0.80 mm lub większych.
- Dopuszczalne są wszystkie rodzaje wykończenia powierzchni, jednak w przypadku mniejszych rozmiarów preferowane jest złoto zamiast niklu.
4. Zaokrąglone krawędzie platerowane
Zaokrąglone krawędzie oznaczają, że większość lub część płytki PCB lub wycięcia jest pokryta powłoką od góry do dołu. Jest to stosowane głównie w celu zapewnienia dobrego połączenia uziemiającego w metalowych obudowach lub ekranach. Aby wyprodukować płytki z tym rodzajem powłoki, obrys płytki musi zostać wyfrezowany przed procesem powlekania otworów przelotowych.
Całkowite platerowanie krawędzi nie jest możliwe, ponieważ powłoka musi być zabezpieczona w panelu produkcyjnym podczas obróbki, dlatego konieczne jest zastosowanie wypustek frezujących. W przypadku platerowania krawędzi zaokrąglonych, idealnym wykończeniem powierzchni jest bezprądowe niklowanie złotem.
Oto kilka punktów, na które warto zwrócić uwagę:
- Każda strona wymaga paska miedzianego, aby umożliwić połączenie galwaniczne.
- Stuprocentowe platerowanie krawędzi jest niemożliwe ze względu na konieczność zabezpieczenia obwodu w panelu produkcyjnym podczas obróbki.
- Wyraźnie zaznacz obszary wymagające zastosowania powłoki o zaokrąglonych krawędziach na warstwie mechanicznej.
- Selektywne bezprądowe pokrywanie niklem jest jedyną odpowiednią powłoką powierzchni do galwanizacji krawędzi zaokrąglonych.
IV. Jak zaprojektować powłokę krawędziową PCB?
1. Wytyczne dotyczące galwanizacji krawędzi PCB
Zdefiniuj obszary pokrytej miedzią za pomocą nakładającej się miedzi w plikach projektu/układu; to dodatkowe osadzenie miedzi może mieć formę podkładek miedzianych, powierzchni lub ścieżek.
Aby zagwarantować wykonalność poszycia bocznego, obszary metalizowane muszą zostać zdefiniowane przy użyciu nakładających się warstw miedzi (powierzchni miedzianych, podkładek lub ścieżek) w układzie CAD.
- Minimalne nakładanie: 500μm.
- Na warstwach łączących należy zdefiniować minimalną linię łączącą miedzianą o szerokości 300 µm.
- Na warstwach niełączących się ze sobą miedź powinna mieć minimalną szczelinę 800 μm od zewnętrznego konturu.
Wytyczne dotyczące galwanizacji krawędzi PCB
2. Proces metalizacji galwanicznej
Proces ten wymaga wykonania tylko czterech kroków w następującej kolejności: Wiercenie -> Frezowanie rowka metalowego -> Usuwanie smug -> Miedziowanie bezprądowe
Zewnętrzne kontury wymagające metalizacji muszą zostać wyfrezowane przed procesem galwanizacji otworów przelotowych, ponieważ metalizacja krawędzi odbywa się na tym etapie produkcji. Po osadzeniu miedzi, krawędzie są ostatecznie pokrywane pożądanym wykończeniem powierzchni.
3. Problemy produkcyjne
1. Łuszczenie miedzi
Powłoka galwaniczna na dużych powierzchniach podłoża może powodować łuszczenie się miedzi z powodu słabej przyczepności. Problem ten rozwiązuje się najpierw poprzez zszorstkowanie powierzchni za pomocą połączenia metod chemicznych i innych opatentowanych metod. Następnie powierzchnia powlekana jest przygotowywana metodą bezpośredniej metalizacji o wyższej wytrzymałości wiązania miedzi.
2. Zadziory
W niektórych procesach galwanizacji, podczas obróbki końcowej mogą powstawać zadziory. Do polerowania zadziorów do krawędzi elementu wymagany jest zmodyfikowany, opatentowany proces.
4. Rozważania dotyczące odlewni
- Zbyt duże rozmieszczenie anten na podkładkach ze złota może mieć wpływ na lutowanie lub transmisję sygnału.
- Połączenia padów na wewnętrznej krawędzi z przewodami na płytce mogą powodować zwarcia.
- Otwory wykonane w szczelinie szlifierskiej muszą zostać obrobione w drugim etapie wiercenia.
- Ciągłej metalizacji krawędzi zewnętrznej nie można osiągnąć poprzez produkcję pojedynczych płytek PCB jako paneli w sposób związany z procesem technologicznym. Metalizacji nie można stosować w miejscach, gdzie znajdują się małe mostki panelowe. Przesuwające się warstwy metalizacji galwanicznej można pokryć maską lutowniczą.
- Kupując płytki z uszczelnionymi krawędziami, należy potwierdzić z dostawcą PCB możliwość wykonania płytki z wykorzystaniem procesu galwanizacji oraz zakres, w jakim producent może uszczelnić krawędzie płytki. Pliki Gerber lub rysunki fabryczne powinny wskazywać na warstwie mechanicznej, gdzie wymagane jest galwanizowanie przesuwne, oraz wymagane wykończenie powierzchni.
V. Korzyści z galwanizacji krawędzi PCB
- Lepsze przewodzenie prądu
Zwiększona obciążalność prądowa zwiększa niezawodność i jakość płytki. Ponadto, odpowiednie poziomy przewodzenia są idealne do prawidłowego działania komponentów i chronią wrażliwe połączenia krawędziowe. - Integralność sygnału
Powłoka krawędziowa zwiększa integralność sygnału, zapobiegając przedostawaniu się zakłóceń do wewnętrznej transmisji impulsów elektrycznych. - Rozpraszanie ciepła
Ponieważ platerowane krawędzie są metalowe, tworzą dodatkową powierzchnię chłodzącą, która odprowadza ciepło do otaczającego powietrza. Metalowa powierzchnia poprawia niezawodność płytki, zwłaszcza w przypadku podzespołów wrażliwych na ciepło. - Lepsza wydajność EMC/EMI
Metalizowane krawędzie pozwalają na ucieczkę prądów błądzących, zapobiegając powstawaniu sporadycznych pól elektrycznych i magnetycznych. - Ulepszona kompatybilność elektromagnetyczna
Powłoka krawędziowa poprawia kompatybilność elektromagnetyczną płytek wielowarstwowych. - Ochrona przed uszkodzeniami elektrostatycznymi
Podczas dotykania płytki ładunek elektrostatyczny może trafić w wrażliwe elementy, a metalowa powierzchnia pomaga w jego pochłanianiu.
VI. Zastosowania powlekania bocznego PCB
- Poprawa parametrów EMC poprzez ekranowanie wewnętrznych obszarów płytek wielowarstwowych (np. płytek obwodów o wysokiej częstotliwości)
- Funkcja chłodzenia z krawędziami jako dodatkowymi powierzchniami chłodzącymi, które mogą wykorzystywać aktywne odprowadzanie ciepła
- Połączenia obudowy
- Połączenia płytka-płytka (patrz półotwory platerowane)
Powyżej przedstawiono wiedzę na temat miedziowania bocznego PCB.
Spis treści
Skontaktuj się z nami
Skontaktuj się z nami w sprawie wszystkich Twoich potrzeb związanych z płytkami PCB, PCBA i usługami niestandardowymi!
Podobne posty
Prototyp PCBA
6 kwietnia 2025 r.