La placcatura laterale del PCB è la metallizzazione del bordo o del lato di un PCB. Si tratta del sottile strato di rame depositato dalla superficie superiore a quella inferiore e lungo i lati, che migliora la conducibilità elettrica così come la resistenza meccanica. Le finiture superficiali più comuni impiegate per la placcatura laterale includono Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG), Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold (ENEPIG) e Hot Air Solder Leveling (HASL), tra le altre. Questi trattamenti contribuiscono a migliorare la connettività elettrica e a proteggere le aree placcate dall’ossidazione e dalla corrosione.
I vantaggi della placcatura laterale dei PCB
Connettività elettrica migliorata
La placcatura laterale è responsabile della formazione di percorsi elettrici continui tra i diversi strati del PCB, una caratteristica altamente desiderabile per le applicazioni che richiedono un’elevata integrità del segnale. Migliora le prestazioni dei segnali ad alta frequenza e la placcatura laterale diventa necessaria nelle applicazioni RF e a microonde, in cui la qualità dei segnali deve essere preservata a tutti i costi.
Compatibilità elettromagnetica (EMC) migliorata
Racchiudendo il PCB in una gabbia di Faraday, la placcatura laterale sopprime le emissioni elettromagnetiche e protegge i circuiti interni sensibili dalle interferenze esterne. Questo non solo favorisce la conformità EMC, ma protegge anche il funzionamento della scheda in ambienti ad alta interferenza elettromagnetica (EMI).
Resistenza meccanica migliorata
La metallizzazione dei bordi offre un eccellente supporto meccanico e rende i PCB più resistenti alle forze laterali e allo stress meccanico. Una resistenza aggiuntiva è fondamentale soprattutto per le schede utilizzate in applicazioni che comportano manipolazioni ripetute, vibrazioni o condizioni operative rigorose.
Migliore gestione termica
La placcatura laterale fornisce un percorso conduttivo di riserva per facilitare una migliore dissipazione del calore. Ciò è particolarmente utile nel caso di applicazioni ad alta potenza, perché mantiene la temperatura interna entro l’intervallo di sicurezza, estendendo così la durata del PCB.
Soluzioni di design innovative
La flessibilità favorita dalla placcatura laterale facilita soluzioni di progettazione innovative, come la realizzazione di contatti secondari tramite pad di bordo e il miglioramento della qualità generale dell’assemblaggio grazie all’implementazione di tecniche di saldatura superiori.
Protezione dell'ambiente
L'aggiunta di un bordo metallizzato offre protezione da problemi ambientali come l'umidità e le sostanze chimiche corrosive, risultando preziosa per l'impiego in ambienti estremi o in situazioni in cui l'esposizione prolungata causerebbe altrimenti un degrado.
Applicazioni di placcatura laterale PCB
La placcatura laterale è presente in numerose applicazioni in cui l’affidabilità e le alte prestazioni sono fondamentali:
Moduli di comunicazione:
I moduli Wi-Fi e Bluetooth tendono ad avere placcatura laterale per offrire una connessione stabile ed efficiente, fondamentale per prevenire i guasti delle apparecchiature.
Dispositivi a radiofrequenza e a microonde:
L'integrità del segnale è di importanza critica nei dispositivi elettronici ad alta frequenza e la placcatura laterale è una tecnica preziosa per ridurre al minimo le interferenze e migliorare le prestazioni complessive.
Elettronica di consumo:
I dispositivi compatti per i consumatori, come smartphone e dispositivi indossabili, beneficiano del duplice vantaggio del risparmio di spazio e della funzionalità migliorata grazie alla placcatura laterale.
Elettronica Industriale e Automobilistica:
Quando entrano in gioco sollecitazioni meccaniche o l’esposizione a ambienti difficili, la placcatura laterale offre la necessaria durata e protezione.
Implementazione della placcatura laterale nella progettazione PCB
La placcatura laterale nella progettazione PCB viene eseguita seguendo una pianificazione accurata e le linee guida per renderla sia funzionale che producibile:
Definizione della sovrapposizione del rame:
Nella configurazione CAD, è necessario definire la sovrapposizione del rame (superfici, piazzole o piste) per stabilire le aree metallizzate. Garantire una sovrapposizione minima di 500 μm, con un minimo di 300 μm per gli strati di connessione. Assicurare almeno 800 μm di distanza dal bordo sugli strati non di connessione per evitare connessioni spurie.
Connessioni al piano di massa:
Un collegamento preciso al piano di massa in tutti gli strati, anche quelli interni, migliora l’efficacia della schermatura e le prestazioni elettriche complessive.
Sdoganamento e Restrizioni:
Progetta una distanza minima di 10 mil tra la metallizzazione del bordo e gli altri elementi in rame e confronta le specifiche dei produttori per definire un valore comune. Evita di posizionare vias vicino ai bordi per prevenire qualsiasi problema; se c’è tale requisito, consulta il tuo produttore a contratto.
Considerazioni per i componenti montati sul bordo:
Evitare che la placcatura dei bordi invada i connettori montati sul bordo, come gli SMA. Creare delle aperture nella placcatura per questi componenti.
Fori castellati:
Se i fori castellati fanno parte del progetto, assicurati che la placcatura del bordo avvolga tali fori per fornire buoni punti di saldatura.
Considerazioni termiche:
Nella gestione termica con placcatura laterale, collegala ai piani di massa interni tramite vias termici per aumentare l’efficacia della dissipazione del calore.
Progettazione ad Alta Frequenza e RF:
Per questi design, considera l’impatto della placcatura laterale sulle tracce a impedenza controllata vicine al bordo della scheda. Le larghezze delle tracce potrebbero dover essere modificate oppure potrebbe essere necessaria una distanza aggiuntiva dal bordo.
Punti di collegamento meccanici:
Posizionare delle strisce di ancoraggio lungo i bordi per fungere da punti di connessione meccanica, in modo da fissare saldamente la piastra laterale al PCB.
Processo di produzione della placcatura laterale
Il processo di produzione è accurato per implementare in modo efficace una placcatura efficiente:
Preparazione del bordo
I bordi delle schede vengono puliti, sgrassati, ruvidati e fresati con precisione per ottenere l’adesione ottimale della placcatura.
Processo di placcatura a doppio stadio:
Uno strato sottile di rame viene inizialmente depositato tramite placcatura chimica e uno strato più spesso tramite placcatura elettrolitica per ottenere lo spessore desiderato.
Preparazione e finitura delle superfici:
Il rame in eccesso viene inciso e vengono applicate altre finiture, come l’ENIG, per aumentare la resistenza alla corrosione e la saldabilità.
Ispezione e collaudo finali:
Un controllo accurato garantisce il rispetto dei requisiti di spessore, continuità e adesione, con i difetti riparati prima del collaudo finale e dell’assemblaggio.
La produzione di PCB con placcatura laterale presenta alcune limitazioni, ad esempio la placcatura continua dell’intero bordo non è realizzabile a causa dei requisiti di fissaggio del pannello di produzione. Nei layout di progettazione andrebbero evitati i solchi di taglio a V sul bordo placcato lateralmente e deve essere previsto un adeguato margine per il percorso di fresatura prima dell’inizio della placcatura dei fori passanti.
La placcatura laterale dei PCB rappresenta un progresso significativo nella tecnologia dei circuiti stampati, che offre un’eccellenza senza pari in termini di prestazioni elettriche e meccaniche, conducibilità termica e isolamento ambientale. Poiché la domanda di prodotti elettronici con prestazioni migliorate è in costante aumento, una placcatura laterale applicata in modo strategico sarà al centro del soddisfacimento di tali requisiti, garantendo maggiore funzionalità e affidabilità per applicazioni diversificate. Seguendo le migliori pratiche di progettazione e produzione, gli ingegneri possono sfruttare appieno il potenziale della placcatura laterale dei PCB per offrire soluzioni elettroniche migliorate.
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