Seitenbeschichtung
Die Seitenbeschichtung (oder Kantenbeschichtung oder Kastellierung) ist eine sehr wichtige Technik bei der Herstellung von Leiterplatten, die in HF-, Mikrowellen- und anderen anspruchsvollen Anwendungen zum Einsatz kommt. Dieser Prozess bietet umfassende Lösungen für Probleme im Zusammenhang mit elektrischen Verbindungen, elektromagnetischer Abschirmung und mechanischer Verstärkung. Hier erfahren Sie, wann eine Seitenbeschichtung erforderlich ist, welche Vorteile die Kantenbeschichtung bietet und welche wichtigen Regeln für das Design und die Herstellung zu beachten sind.
Was ist Seitenbeschichtung bei Leiterplatten?
Seitenbeschichtung bezieht sich auf die Metallisierung der Kanten einer Leiterplatte im Leiterplattenherstellungsprozess. Es handelt sich im Grunde genommen um die Aufbringung einer Kupferbeschichtung, die sich von der Oberseite der Leiterplatte bis zur Unterseite der Leiterplatte erstreckt und entlang einer oder mehrerer Außenkanten der Leiterplatte fortgesetzt wird. Eine solche beschichtete Oberfläche kann mit verschiedenen Oberflächenveredelungen versehen werden: ENIG, ENEPIG, HASL und andere Behandlungen, um die elektrische Leitfähigkeit sicherzustellen. Durch die Seitenbeschichtung kann die Leiterplattenkante während der Montage funktionale Zwecke erfüllen, und sowohl der Umriss der Leiterplatte als auch bestimmte Innenbereiche können metallisiert werden.
Vorteile der Seitenbeschichtung von Leiterplatten
Die Seitenbeschichtung bietet mehrere Vorteile, die sie zu einer unverzichtbaren Leiterplattentechnologie für anspruchsvolle Anwendungen machen:
Verbesserte elektrische Konnektivität
Die Seitenbeschichtung bildet einen durchgehenden elektrischen Kontakt zwischen verschiedenen Leiterplattenlagen und ist daher besonders nützlich, wenn hohe Anforderungen an die Signalintegrität gestellt werden. Sie verbessert die Übertragung von Hochfrequenzsignalen und wird häufig in HF- und Mikrowellenanwendungen eingesetzt, bei denen die Signalqualität von entscheidender Bedeutung ist.
Verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit
Die Seitenbeschichtung kann als Faradaysche Käfig für die Leiterplatte betrachtet werden. Sie trägt dazu bei, unerwünschte elektromagnetische Störungen zu reduzieren und empfindliche interne Schaltkreise vor Störungen von außen zu schützen. Mit dieser Technik kann die Leiterplatte die EMV-Anforderungen erfüllen und einen stabilen Betrieb auch in Umgebungen mit hohen elektromagnetischen Störungen gewährleisten.
Verstärkte mechanische Unterstützung
Die Kantenmetallisierung bietet eine robuste mechanische Unterstützung für die Leiterplatten, die widerstandsfähiger gegen seitlichen Druck und mechanische Beanspruchung sind. Dies ist von Vorteil für Leiterplatten, die häufig verwendet werden, Vibrationen ausgesetzt sind und in anspruchsvollen Umgebungen eingesetzt werden.
Besseres Wärmemanagement
Die Seitenbeschichtung bietet einen zusätzlichen Leitungsweg, der zur Verbesserung der Wärmeableitung beiträgt. Diese Eigenschaft ist besonders vorteilhaft für Anwendungen mit hoher Leistungsaufnahme, da sie dazu beiträgt, die Innentemperaturen sicher zu halten und somit die Lebensdauer der Leiterplatte zu verlängern.
Wann ist eine Seitenbeschichtung erforderlich?
Die Seitenbeschichtung wird in der Leiterplattenherstellung in der Regel sowohl aus funktionalen als auch aus mechanischen Gründen verwendet. Sie ist in den folgenden Situationen erforderlich:
Verbesserte Leitfähigkeit – Zur Verbesserung der elektrischen Gesamtleitfähigkeit der Leiterplatte.
Kantenverbindungen – Wenn elektrische Verbindungen direkt an der Leiterplattenkante hergestellt werden müssen.
Mechanischer Schutz – Zur Verstärkung der Leiterplattenkanten und zur Vermeidung von Schäden durch seitliche Stöße.
Board-to-Board-Verbindungen – Wenn eine sekundäre Leiterplatte über ihre Kante mit der Hauptplatine verbunden ist.
Wie entwirft man Seitenbeschichtungen in Ihrem Leiterplattenlayout?
Für eine erfolgreiche Herstellung von Seitenbeschichtungen müssen Designer überlappende Kupferelemente – wie Kupferflächen, Pads oder Leiterbahnen – verwenden, um die metallisierten Bereiche in ihren CAD-Layoutdateien zu markieren. Zu den wichtigsten Designanforderungen gehören:
- Die Mindestüberlappung sollte 0,5 mm betragen.
- Für Verbindungsschichten muss eine Kupferleiterbahn von mindestens 0,3 mm hergestellt werden.
- Auf Nicht-Verbindungsschichten sollte Kupfer einen Mindestabstand von 0,8 mm zum äußeren Rand der Leiterplattenkontur einhalten.
Die 7 wichtigsten Designüberlegungen für Kantenbeschichtungen
Bei der Gestaltung Ihrer Leiterplatte mit Kantenbeschichtung sind dies einige der wichtigsten Überlegungen, die Sie beachten müssen, um die korrekte Funktionalität und Herstellbarkeit zu gewährleisten:
- Halten Sie einen Abstand von mindestens 10 mil zwischen der Seitenbeschichtung und benachbarten Kupferelementen ein. Während der Designphase wird empfohlen, diese Abstandsanforderungen mit Ihrem Hersteller zu überprüfen.
- Um unerwünschte elektromagnetische Kopplungen und mögliche Kurzschlüsse zu vermeiden, stellen Sie sicher, dass nicht geerdete Kantenbeschichtungen ausreichend vom Signalrouting getrennt sind.
- Bohren Sie Löcher entfernt vom Rand der Leiterplatte. Wenn Ihr Design plattierte Löcher in der Nähe von metallisierten Kanten erfordert, sollten Sie sich mit Ihrem Auftragshersteller in Verbindung setzen, um die Machbarkeit sicherzustellen.
- Stellen Sie sicher, dass die Randbeschichtung keine randmontierten Steckverbinder wie SMA beeinträchtigt; Öffnungen in der Beschichtung sind erforderlich, damit diese Teile mit der Leiterplatte verbunden werden können.
- Wenn Ihr Design mit Kronenlöchern versehen ist, sollte die Randbeschichtung um diese herum erweitert werden, um Lötpads für die Befestigung an der Grundplatte zu bilden.
- Alle Ebenen, die eine Verbindung zum seitlich beschichteten Bereich erfordern, müssen über den Rand der Leiterplatte hinausragen.
- Eine effektive Erdung und Abschirmung kann gewährleistet werden, indem die Lötmaske über den Bereichen entfernt wird, in denen die Randbeschichtung mit abgeschirmten Gehäusen in Kontakt kommt.
Herstellungsprozess der Seitenbeschichtung
Schritt 1: Die Kanten der Leiterplatte werden zunächst gefräst, gereinigt, entfettet und aufgeraut. Durch diese Vorbereitung werden Verunreinigungen entfernt, die eine starke Haftung des Beschichtungsmaterials begünstigen, und eine gleichmäßige Abdeckung gewährleistet.
Schritt 2: Um eine glatte, gleichmäßige Kupferschicht auf der gesamten Platine, einschließlich der Kanten, zu erzielen, wird ein stromloses Kupferplattierungsbad verwendet. Diese erste Beschichtung ist von Natur aus leitfähig und dient als Grundlage für die nachfolgende Plattierung.
Schritt 3: Die Platine wird dann einer elektrolytischen Kupferplattierung unterzogen, bei der eine dickere Kupferschicht auf die Kanten der Platine aufgebracht wird, was die Haltbarkeit und Leitfähigkeit verbessert.
Schritt 4: Nicht benötigtes Kupfer wird durch chemisches Ätzen entfernt, wobei das erforderliche Schaltungsmuster und die plattierten Kanten erhalten bleiben.
Schritt 5: Die Kanten werden mikrogeätzt oder anderweitig oberflächenbehandelt, um Oxide zu entfernen und die Haftung nachfolgender Beschichtungen zu verbessern, sodass die Plattierung vollständig und gleichmäßig ist.
Schritt 6: Die plattierten Kanten erhalten dann eine abschließende Oberflächenbehandlung mit einer plattierten Beschichtung wie ENIG. Dies erhöht die Lötbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und mechanische Festigkeit.
Schritt 7: Die Leiterplatten werden gereinigt und getrocknet, um alle verbleibenden Chemikalien oder Rückstände aus dem Plattierungsverfahren zu entfernen.
Schritt 8: Die Leiterplattenplatten werden geschnitten, um einzelne Leiterplatten zu trennen, wobei die plattierten Kanten intakt bleiben, damit die strukturelle und elektrische Integrität erhalten bleibt.
Schritt 9: Es wird eine gründliche Inspektion durchgeführt, um die Dicke der Plattierung, die Kontinuität und die Haftung der Plattierung zu überprüfen. Bevor die Leiterplatten zur Endprüfung gelangen, werden alle Mängel behoben.
MOKOPCB: Präzise Seitenbeschichtung für überlegene Leiterplattenleistung
Die Seitenbeschichtungstechnologie ist eine fortschrittliche Technologie, die bei Leiterplatten eingesetzt wird, um die Konnektivität zu verbessern, die EMV-Konformität sicherzustellen und die mechanische Festigkeit zu erhöhen. MOKOPCB verfügt über Erfahrung in der Leiterplattenherstellung, die einen Seitenbeschichtungsprozess erfordert, sowie über umfangreiche Design-Dienstleistungen und präzise Fertigungskapazitäten. Wenden Sie sich an uns, wenn Sie an Projekten arbeiten, die eine hochwertige Kantenbeschichtung erfordern. Unser professionelles Team sorgt dafür, dass Ihre Leiterplatten genau den Spezifikationen Ihrer beabsichtigten Anwendung entsprechen.
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