Die vier wichtigsten Methoden der Galvanisierung auf der Leiterplatte

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Die vier wichtigsten Methoden der Galvanisierung auf der Leiterplatte

Die galvanische Beschichtung einer Leiterplatte kann auf verschiedene Weise erfolgen. Es gibt die Durchkontaktierungs-, die Reinigungs- und die stromlose Methode. Jede Methode wird verwendet, um verschiedene Bereiche der Leiterplatte abzudecken. Die Methoden unterscheiden sich geringfügig voneinander, so dass es am besten ist, die Unterschiede zu kennen, um eine gute Entscheidung treffen zu können.

Durchlaufende Beschichtung

Die Durchsteckgalvanik ist ein Verfahren zur galvanischen Beschichtung von Leiterplatten mit Kupfer. Dieses Verfahren umfasst eine Reihe von Bädern, in denen die Leiterplatten in eine chemische Lösung getaucht werden. Ziel dieses Verfahrens ist es, die gesamte Leiterplatte mit Kupfer zu beschichten. Während des Prozesses werden die Platten gereinigt, um alle Bohrrückstände wie Grate und Harzreste in den Löchern zu entfernen. Die Verarbeiter verwenden verschiedene chemische Mittel und Schleifverfahren, um Verunreinigungen zu entfernen.

Bei der Durchgangsgalvanisierung wird eine spezielle Tinte mit geringer Viskosität verwendet, die einen stark haftenden und leitfähigen Film auf den Innenwänden des Lochs bildet. Bei diesem Verfahren sind keine mehrfachen chemischen Behandlungen erforderlich. Es ist ein einfaches Verfahren, da es nur einen Applikationsschritt mit anschließender thermischer Aushärtung erfordert. Der entstehende Film bedeckt die gesamte Innenwand des Lochs. Dank seiner niedrigen Viskosität haftet er auch an den am stärksten thermisch polierten Bohrungen.

Daher ist es wichtig, ein seriöses Unternehmen zu wählen, das die Herstellung von Leiterplatten anbietet. Schließlich kann eine minderwertige Leiterplatte die Kunden enttäuschen und ein Unternehmen Geld kosten. Außerdem ist es wichtig, dass bei der Herstellung von Leiterplatten hochwertige Verarbeitungsgeräte zum Einsatz kommen.

Zunächst müssen Sie ein Laminat zuschneiden, das etwas größer ist als die Größe Ihres Brettes. Anschließend müssen Sie das Loch in der Platte mit einem exakten Bohrer bohren. Verwenden Sie keinen größeren Bohrer, da er das Kupfer im Loch zerstören würde. Sie können auch Hartmetallbohrer verwenden, um ein sauberes Loch zu bohren.

Stromlose Beschichtung

Die stromlose Beschichtung ist ein Verfahren, das bei der Herstellung von Leiterplatten weit verbreitet ist. Der Hauptzweck der stromlosen Beschichtung besteht darin, die Dicke der Kupferschicht zu erhöhen, die in der Regel ein Mil (25,4 um) oder mehr beträgt. Bei diesem Verfahren werden spezielle Chemikalien verwendet, um die Dicke der Kupferschicht auf der gesamten Leiterplatte zu erhöhen.

Das Nickel, das bei der stromlosen Beschichtung aufgebracht wird, wirkt als Barriere, die verhindert, dass Kupfer mit anderen Metallen, einschließlich Gold, reagiert. Es wird durch eine Oxidations-Reduktions-Reaktion auf der Kupferoberfläche abgeschieden. Das Ergebnis ist eine Schicht aus chemisch Nickel, die zwischen drei und fünf Mikrometer dick ist.

Im Gegensatz zum galvanischen Verfahren ist die stromlose Beschichtung ein vollautomatischer Prozess, der keine externe Stromzufuhr erfordert. Der Prozess ist autokatalytisch und wird durch Eintauchen der Leiterplatte in eine Lösung durchgeführt, die ein Ausgangsmetall, ein Reduktionsmittel und einen Stabilisator enthält. Die entstehenden Metallionen ziehen sich gegenseitig an und setzen durch einen als Ladungstransfer bekannten Prozess Energie frei. Der Prozess kann durch eine Reihe von Parametern gesteuert werden, von denen jeder eine spezifische Rolle für das Ergebnis spielt.

Das stromlose Beschichtungsverfahren bietet zahlreiche Vorteile, wie z. B. eine verbesserte Qualität der Abscheidung, Gleichmäßigkeit unabhängig von der Substratgeometrie und hervorragende Korrosions-, Verschleiß- und Schmierfähigkeit. Die stromlose Beschichtung verbessert auch die Lötbarkeit und Duktilität von Bauteilen und hat zahlreiche Anwendungen in der Elektronik.

Reinigung der Beschichtung

Die Reinigung von galvanischen Beschichtungen auf Leiterplatten erfordert besondere Sorgfalt. Der erste Schritt besteht darin, die Platine gründlich zu befeuchten. Dann schrubben Sie den verunreinigten Bereich mit einer Handbürste ab. Der zweite Schritt besteht darin, die Leiterplatte gründlich abzuspülen, so dass alle Reste des gelösten Flussmittels vollständig abfließen. Auf diese Weise wird die Platine gründlich gereinigt.

Im nächsten Schritt wird der Resist von der Platine entfernt. Dieser Schritt ist wichtig, um eine gute elektrische Verbindung zu gewährleisten. Ein Kupferlösungsmittel wird verwendet, um den Resist auf der Leiterplatte aufzulösen. Sobald das Kupfer freigelegt ist, leitet es Strom. Durch diesen Vorgang wird der Schmierfilm entfernt und sichergestellt, dass die Leiterplatte sauber und bereit für die Beschichtung ist.

Bei der Reinigung der galvanischen Beschichtung von Leiterplatten wird die Platte gespült und eine saure Lösung verwendet, die Ionen von Nickel und anderen Übergangsmetallen enthält. Darüber hinaus wird ein Reduktionsmittel wie Dimethylaminboran verwendet. Auch Butylcarbitol und andere herkömmliche Reinigungsmittel werden verwendet.

Für die präziseste Reinigung kann die Dampfentfettung verwendet werden. Die Leiterplatten werden in ein Lösungsmittel getaucht und von dessen Dämpfen abgespült. Dieses Verfahren kann jedoch riskant sein, wenn das Lösungsmittel entflammbar ist. Um eine Entflammbarkeit zu vermeiden, empfiehlt es sich, nicht brennbare Flussmittelentferner zu verwenden. Sie können auch Baumwoll- oder Schaumstofftupfer verwenden, die mit milden Lösungsmitteln getränkt sind. Die meisten dieser Lösungsmittel sind auf Wasserbasis.

ESD-Schutz bei der SMT-Bestückung

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ESD-Schutz bei der SMT-Bestückung

Elektrostatische Schäden sind eine der Hauptursachen für Geräteausfälle. Sie sind bei 10% der elektronischen Geräte für direkte Ausfälle verantwortlich. Sie können während des gesamten SMT-Bestückungsprozesses Probleme verursachen. Glücklicherweise gibt es Möglichkeiten, sich vor diesem Problem zu schützen.

Statisches Schutzmaterial

Elektronische Bauteile müssen unbedingt vor elektrostatischen Entladungen (ESD) geschützt werden, die zu Schäden und Ausfällen führen können. Statische Elektrizität kann jederzeit und überall entstehen und wird oft durch Reibung verursacht. Es ist wichtig, elektronische Bauteile während des SMT-Bestückungsprozesses zu schützen, damit sie ihre optimale Leistung und Zuverlässigkeit beibehalten können. Statisches Schutzmaterial sollte von Beginn des Montageprozesses an verwendet werden und auch nach Abschluss des Prozesses weiter verwendet werden.

Die relative Luftfeuchtigkeit in der Produktionsumgebung spielt ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Entstehung von elektrostatischen Entladungen, weshalb die Luftfeuchtigkeit in der Fabrik sorgfältig kontrolliert werden sollte. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit nicht korrekt eingehalten wird, kann dies zu sehr hohen ESD-Werten führen. Es wird auch empfohlen, Materialien mit hoher statischer Elektrizität von der Montagelinie fernzuhalten. Um Ihre Elektronik vor ESD zu schützen, sollten Sie während des Montageprozesses statisches Schutzmaterial verwenden.

ESD-Unterdrückungskomponenten

Um ESD-Schäden während des SMT-Bestückungsprozesses zu vermeiden, sollten die Bauteile in ESD-sicheren Beuteln gelagert und transportiert werden. Professionelle Bestücker werden für solche Arbeiten dringend empfohlen.

Um statische Elektrizität zu vermeiden, sollten die Montagemitarbeiter antistatische Kleidung tragen. Außerdem sollten sie es vermeiden, die Bauteile mit scharfen Gegenständen zu berühren. Antistatische Kleidung kann auch als Erdungskreis für elektronische Geräte dienen. Zusätzlich zum Tragen von leitfähiger Kleidung sollte das Montagepersonal einen Schutzanzug und Schuhe tragen, um das Risiko statischer Elektrizität zu verringern. Außerdem ist es wichtig, die Verwendung von Isoliermaterial zu minimieren.

Statische Elektrizität kann durch Metallteile entstehen, die eine elektrostatische Ladung leiten. Sie kann auch durch Induktion oder Körperstatik verursacht werden. Die Auswirkungen können schädlich sein, insbesondere für elektronische Bauteile.

Statischer Schutzschaum

Elektrostatische Entladungen (ESD) können kostspielige Schäden an elektronischen Geräten verursachen. Es gibt zwar Möglichkeiten, dies zu verhindern, aber es ist nicht möglich, jedes Gerät vor den Auswirkungen von ESD zu schützen. Zum Glück gibt es antistatische Schaumstoffe, die auch als elektrostatische Entladungsschäume bezeichnet werden, um empfindliche Bauteile zu schützen.

Um die mit ESD verbundenen Risiken zu minimieren, verwenden Sie eine Schutzverpackung für elektronische Bauteile. Achten Sie darauf, dass die Verpackung einen angemessenen Oberflächen- und Volumenwiderstand aufweist. Sie sollte auch triboelektrischen Aufladungseffekten durch Bewegung während des Transports widerstehen. Elektrostatisch gefährdete Bauelemente werden in der Regel in schwarzem, leitfähigem Schaumstoff oder in einem antistatischen Beutel geliefert. Antistatikbeutel enthalten teilweise leitfähigen Kunststoff, der wie ein Faradayscher Käfig wirkt.

Statische Elektrizität ist ein häufiges Problem während des SMT-Montageprozesses. Sie ist ein Nebenprodukt der Reibung und kann zum Ausfall von Bauteilen führen. Menschliche Bewegungen erzeugen statische Elektrizität, die von einigen hundert Volt bis zu mehreren tausend Volt reichen kann. Diese Schäden können elektronische Komponenten aus der SMT-Bestückung beeinträchtigen und zu einem vorzeitigen Ausfall führen.

ESD-Beutel

Bei der Arbeit mit Elektronik ist es wichtig, ESD-Schutzverpackungen für den Transport und die Lagerung empfindlicher Gegenstände zu verwenden. ESD-Schutz kann dazu beitragen, das Risiko von Stromschlägen und Verbrennungen zu minimieren, und bietet gleichzeitig Schutz bei Transport und Lagerung. Eine Schutzverpackung kann die Teile und Komponenten auch schützen, wenn sie nicht in Gebrauch sind, z. B. beim Transport zum und vom Werk.

Beim Umgang mit einer Leiterplatte ist es wichtig, die Anweisungen des Herstellers zu befolgen und dessen Richtlinien zu befolgen. Dies ist unerlässlich, da ein schlechter ESD-Schutzplan zu Schäden an elektronischen Bauteilen führen kann. Wenn Sie sich nicht sicher sind, wie Sie die Bauteile während des Montageprozesses richtig handhaben sollen, fragen Sie einen Fachmann.

Combination of both

To avoid static electricity during SMT assembly, it is essential to ground the electronics. Grounding can be of two types, soft grounding and hard grounding. Soft grounding means connecting the electronic devices to a low-impedance ground, while hard grounding means connecting the electronic components to a high-impedance ground. Both types of grounding can prevent static electricity and protect electronic components from damage.

ESD is a major source of damage in the electronics industry. ESD causes performance degradation and even component failure. It’s estimated that 8% to 33% of all electronics failures are caused by ESD. Controlling this type of damage can improve efficiency, quality, and profits.

How Do We Distinguish the DC Resistance and Dynamic Resistance of a Semiconductor Diode?

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How Do We Distinguish the DC Resistance and Dynamic Resistance of a Semiconductor Diode?

Um zu verstehen, wie sich der Widerstand einer Halbleiterdiode mit Strom und Spannung verändert, müssen wir zwischen zwei verschiedenen Arten von Widerstand unterscheiden. Die beiden Arten von Widerstand sind statisch und dynamisch. Der dynamische Widerstand ist viel variabler als der statische Widerstand, daher müssen wir diese beiden Arten sorgfältig unterscheiden.

Zener impedance

The Zener impedance of semiconductor diode is a measure of the apparent resistance of a semiconductor diode. It is calculated by measuring the ripple in the input and the change in the source current. For example, if the source current changes from three to five milliamps to seven milliamps, the ripple in the output will be about three-half milliamps. The dynamic resistance of a zener diode is equal to 14 ohms.

The breakdown of the zener impedance of a semiconductor diode occurs when a reverse biased voltage is applied to it. At this voltage, the electric field in the depletion region is strong enough to pull electrons from the valence band. The free electrons then break the bond with their parent atom. This is what causes the flow of electric current through a diode.

When working with a buck circuit, the zener impedance of a semiconductor diode is an important parameter. It can affect the efficiency of a simple buck circuit. If it is too high, the diode may fail to work. If this happens, it is best to reduce the current.

The zener effect is most prominent when the voltage of a diode is below 5.5 volts. At higher voltages, the avalanche breakdown becomes the primary effect. The two phenomena have opposite thermal characteristics, but if the zener diode is nearer to six volts, it can perform very well.

Analysieren Sie die Rolle des Layered Stack Designs bei der Unterdrückung von EMI

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Analysieren Sie die Rolle des Layered Stack Designs bei der Unterdrückung von EMI

Layered stack design is the process of using a PCB with many layers to improve signal integrity and reduce EMI. A general purpose high-performance 6-layer board, for example, lays the first and sixth layers as ground and power layers. In between these two layers is a centered double microstrip signal line layer that provides excellent EMI suppression. However, this design has its disadvantages, including the fact that the trace layer is only two layers thick. The conventional six-layer board has short outer traces that can reduce EMI.

Impedance analysis tool

If you’re looking for a PCB design tool to minimize your PCB’s susceptibility to EMI, you’ve come to the right place. Impedance analysis software helps you determine the correct materials for your PCB and determine which configuration is most likely to suppress EMI. These tools also allow you to design your PCB’s layered stack in a way that minimizes the effects of EMI.

When it comes to PCB layered stack design, EMI is often a major concern for many manufacturers. To reduce this problem, you can use a PCB layered stack design with a three to six-mil separation between adjacent layers. This design technique can help you minimize common-mode EMI.

Arrangement of plane and signal layers

When designing a PCB, it is vital to consider the arrangement of plane and signal layers. This can help to minimize the effect of EMI. Generally, signal layers should be located adjacent to power and ground planes. This allows for better thermal management. The signal layer’s conductors can dissipate heat through active or passive cooling. Similarly, multiple planes and layers help to suppress EMI by minimizing the number of direct paths between signal layers and power and ground planes.

One of the most popular PCB layered stack designs is the six-layer PCB stackup. This design provides shielding for low-speed traces and is ideal for orthogonal or dual-band signal routing. Ideally, higher-speed analog or digital signals should be routed on the outer layers.

Impedance matching

PCB layered stack design can be a valuable tool in suppressing EMI. The layered structure offers good field containment and set of planes. The layered structure allows for low-impedance connections to GND directly, eliminating the need for vias. It also allows higher layer counts.

One of the most critical aspects of PCB design is impedance matching. Impedance matching allows the PCB traces to match the substrate material, thus keeping the signal strength within the required range. Signal integrity is increasingly important as switching speeds increase. This is one of the reasons why printed circuit boards can no longer be treated as point-to-point connections. Since the signals are moving along traces, the impedance can change significantly, reflecting the signal back to its source.

When designing PCB layered stacks, it is important to consider the inductance of the power supply. High copper resistance on the power supply increases the likelihood of differential mode EMI. By minimizing this problem, it is possible to design circuits that have fewer signal lines and shorter trace lengths.

Controlled impedance routing

In the design of electronic circuits, controlled impedance routing is an important consideration. Controlled impedance routing can be achieved by using a layered stack up strategy. In a layered stack up design, a single power plane is used to carry the supply current instead of multiple power planes. This design has several advantages. One of these is that it can help avoid EMI.

Controlled impedance routing is an important design element for suppressing EMI. Using planes separated by three to six mils can help contain magnetic and electric fields. Furthermore, this type of design can help lower common-mode EMI.

Protection of sensitive traces

Layered stack design is a critical element in suppressing EMI. A good board stack-up can achieve good field containment and provide a good set of planes. But, it must be designed carefully to avoid causing EMC problems.

Generally, a 3 to 6-mil separated plane can suppress high-end harmonics, low transients, and common-mode EMI. However, this approach is not suitable for suppressing EMI caused by low-frequency noises. A three to six-mil-spaced stack up can only suppress EMI if the plane spacing is equal to or greater than the trace width.

A high-performance general-purpose six-layer board design lays the first and sixth layers as the ground. The third and fourth layers take the power supply. In between, a centered double microstrip signal line layer is laid. This design provides excellent EMI suppression. However, the disadvantage of this design is that the trace layer is only two layers thick. Therefore, the conventional six-layer board is preferred.

3 Tipps für PCB-Zeichnungsanfänger

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3 Tipps für PCB-Zeichnungsanfänger

Für Anfänger ist es wichtig, beim Zeichnen von Leiterplatten einige grundlegende Prinzipien zu beachten. Dazu gehören die Verwendung mehrerer Raster, die Einhaltung eines Abstands von 50 Metern zwischen den Bauteilen und die Verwendung von Leiterbahnen im 45-Grad-Winkel. Die Alten haben einmal gesagt, dass Eis schwer zu brechen ist, aber man kann es mit Ausdauer und Beharrlichkeit brechen.

Grundlegende Prinzipien

Bei der Erstellung einer Leiterplatte ist es wichtig, die grundlegenden Prinzipien des Leiterplattenzeichnens zu kennen. Diese Richtlinien behandeln wichtige Themen wie die Größe und Form einer Leiterplatte. Sie befassen sich auch mit Fragen wie der Platzierung von Bauteilen und Verbindungen. Die Größe und Form Ihrer Leiterplatte sollte dem Herstellungsprozess, den sie durchläuft, angemessen sein. Darüber hinaus müssen Sie Referenzpunkte berücksichtigen, die während des Herstellungsprozesses der Leiterplatte benötigt werden, wie z. B. Löcher für Vorrichtungen oder gekreuzte Markierungen für optische Sensoren. Es ist darauf zu achten, dass diese Punkte nicht mit den Bauteilen in Konflikt geraten.

Die richtige Anordnung der Komponenten auf der Platine sollte zu einem effizienten Strom- und Datenfluss führen. Das bedeutet, dass die Drähte so gleichmäßig wie möglich angeordnet sein sollten. Der Verdrahtungsbereich sollte mindestens einen Millimeter von der Kante der Leiterplatte und um etwaige Befestigungslöcher herum liegen. Die Signalleitungen sollten radial verlaufen und nicht als Schleifen erscheinen.

Verwendung von 45-Grad-Winkelspuren

Wenn Sie mit dem Zeichnen von Leiterplatten noch nicht vertraut sind, sollten Sie sich vor der Verwendung von Leiterbahnen mit einem Winkel von 45 Grad hüten. Diese Leiterbahnen können mehr Platz beanspruchen als andere Winkel und sind nicht für alle Anwendungen ideal. Allerdings sind 45-Grad-Winkel in vielen Situationen eine sehr gute Entwurfspraxis.

Einer der Hauptgründe für die Verwendung von 45-Grad-Winkeln in Leiterplattenzeichnungen ist der Sicherheitsfaktor. Da diese Leiterbahnen viel schmaler sind als normale Leiterbahnen, sollten Sie keine scharfen Kurven machen. Das liegt daran, dass der Herstellungsprozess der Leiterplatte die äußere Ecke der Leiterplatte schmaler ätzt. Eine einfache Lösung für dieses Problem ist die Verwendung von zwei 45-Grad-Biegungen mit einem kurzen Schenkel dazwischen. Sie können dann einen Text auf der obersten Lage der Pappe anbringen, um deutlicher zu machen, welche Lage welche ist.

Ein weiterer Grund für die Verwendung von Leiterbahnen im 45-Grad-Winkel ist, dass die Breite der Leiterbahnen weniger beeinträchtigt wird. Der Grund dafür ist, dass 90-Grad-Winkel zu geätzten Spitzen führen, die Kurzschlüsse verursachen können. Die Verwendung von Leiterbahnen im 45-Grad-Winkel reduziert den Entflechtungsaufwand für den Hersteller. Bei Leiterbahnen im 45-Grad-Winkel kann das gesamte Kupfer auf der Leiterplatte ohne Probleme geätzt werden.

Verwendung von Fangrastern

Die Verwendung von Fangrastern kann für Anfänger beim Zeichnen von Leiterplatten sehr hilfreich sein. Damit können Sie das Layout leicht anpassen und die Komponenten sauber und symmetrisch halten. Einige fortgeschrittene PCB-Designsoftware verfügt über Hotkeys zum Umschalten der Rastergröße. Sie können auch zu einer Top-Down- oder "Through-the-Board"-Orientierung wechseln, bei der die untere Ebene spiegelbildlich zu sehen ist. Dieser Ansatz sollte nur als letzter Ausweg gewählt werden.

Anfänger in der Leiterplattenzeichnung können die Standardgröße des Fangrasters einstellen, die normalerweise 0,250″ beträgt. Darüber hinaus können Benutzer den Abstand des Fangrasters auf 0,25 Zoll ändern. Es wird jedoch empfohlen, die Fangrasterfunktion zu deaktivieren, wenn Sie beabsichtigen, Leiterbahnen mit Bauteilen zu verbinden, die ungewöhnliche Pinabstände haben.