在電路設計中,面對大電流場景,材料和工藝的選擇從來都不是輕松的事。沉金板,以其優(yōu)異的焊接性和平整的表面,在高密度布線和BGA封裝中廣受歡迎。但把它放在“大電流”這個語境下,就得重新審視了。
先從沉金的結構說起。沉金工藝是在銅箔表面覆蓋一層鎳,再沉積一層金。金層很薄,主要用于防氧化和提升焊接性能;承載電流的,實際上是鎳層和下面的銅箔。問題就出在這:鎳的導電性能并不算理想,電阻較高,熱傳導也不如銅,這對大電流來說并不友好。
再看熱效應。當電流較大時,線路中的電阻產(chǎn)生的熱量顯著增加。如果熱量無法有效擴散,局部溫升可能導致板材翹曲、焊點疲勞甚至電路失效。而沉金板中的鎳層會阻礙熱的垂直傳導,相較之下,像OSP或沉銀那種直接與銅層接觸的表面處理方式,反倒在散熱方面表現(xiàn)更優(yōu)。
捷多邦工程團隊在實際項目中曾遇到類似案例:客戶原本選用沉金板用于一款高功率LED驅(qū)動模塊,結果測試階段板子局部發(fā)熱嚴重。調(diào)整為沉銀工藝后,溫升情況明顯改善,產(chǎn)品通過了最終的溫控評估。這不是個例,很多高電流應用最終還是選擇回到更直接的銅接觸方式。
當然,也不是說沉金板在大電流中“一無是處”。如果走線寬、銅厚設計得足夠合理,同時電流波動不大、散熱設計跟得上,那沉金板也不是不能用。但問題是,這種前提條件往往成本高、工藝復雜,最終性價比并不占優(yōu)。
捷多邦在其多層板工藝中,對沉金板和大電流場景有過專門的工程驗證,目前也建議客戶在電流超過3A或以上的線路中慎重考慮沉金方案,尤其是在連續(xù)工作環(huán)境下。
總結一下:沉金板不適合大電流場景,并不是因為“質(zhì)量不好”,而是它的材料和結構在導電與散熱上的先天限制。如果你做的是功率電源、電機控制、電池管理等類型的高電流應用,建議優(yōu)先考慮沉銀、OSP或者選擇更高銅厚的方案,必要時甚至采用嵌銅、銅塊等強化結構。
別被“表面光亮”迷惑了眼睛,電流和熱量才是繞不開的物理現(xiàn)實。