การตกแต่งพื้นผิวของ PCB (Printed Circuit Board) หมายถึงประเภทของการเคลือบหรือการบำบัดที่ใช้กับร่องรอยทองแดงและแผ่นอิเล็กโทรดบนพื้นผิวของบอร์ดการตกแต่งพื้นผิวมีจุดประสงค์หลายประการ รวมถึงการปกป้องทองแดงที่ถูกเปิดเผยจากการเกิดออกซิเดชัน เพิ่มความสามารถในการบัดกรี และจัดให้มีพื้นผิวเรียบสำหรับติดส่วนประกอบระหว่างการประกอบการตกแต่งพื้นผิวที่แตกต่างกันมีระดับประสิทธิภาพ ต้นทุน และความเข้ากันได้กับการใช้งานเฉพาะที่แตกต่างกัน
การชุบทองและการแช่ทองเป็นกระบวนการที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตแผงวงจรสมัยใหม่ด้วยการบูรณาการที่เพิ่มขึ้นของ IC และจำนวนพินที่เพิ่มมากขึ้น กระบวนการพ่นบัดกรีแนวตั้งต้องดิ้นรนเพื่อทำให้แผ่นบัดกรีขนาดเล็กแบนลง ทำให้เกิดความท้าทายสำหรับการประกอบ SMTนอกจากนี้อายุการเก็บรักษาของแผ่นดีบุกแบบพ่นยังสั้นอีกด้วยกระบวนการชุบทองหรือการแช่ทองช่วยแก้ปัญหาเหล่านี้ได้
ในเทคโนโลยีการยึดพื้นผิว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบที่มีขนาดเล็กพิเศษ เช่น 0603 และ 0402 ความเรียบของแผ่นบัดกรีส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการพิมพ์ของแผ่นบัดกรี ซึ่งจะส่งผลอย่างมากต่อคุณภาพของการบัดกรีแบบรีโฟลว์ในภายหลังดังนั้น การใช้การชุบทองทั้งแผ่นหรือทองคำแช่จึงมักพบเห็นได้ในกระบวนการติดบนพื้นผิวที่มีความหนาแน่นสูงและมีขนาดเล็กเป็นพิเศษ
ในระหว่างระยะทดลองการผลิต เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น การจัดหาส่วนประกอบ บอร์ดมักจะไม่ได้รับการบัดกรีทันทีเมื่อมาถึงแต่อาจรอเป็นเวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือนก่อนที่จะนำมาใช้แทนอายุการเก็บรักษาของแผ่นทองเคลือบทองและแผ่นทองแช่นั้นนานกว่าแผ่นเคลือบดีบุกมากด้วยเหตุนี้ กระบวนการเหล่านี้จึงเป็นที่ต้องการต้นทุนของ PCB เคลือบทองและทองแช่ในระหว่างขั้นตอนการสุ่มตัวอย่างมีราคาเทียบได้กับราคาของแผงโลหะผสมตะกั่วและดีบุก
1. Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG): นี่เป็นวิธีรักษาพื้นผิว PCB ทั่วไปโดยเกี่ยวข้องกับการใช้ชั้นของนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าเป็นชั้นตัวกลางบนแผ่นบัดกรี ตามด้วยชั้นของทองคำแช่บนพื้นผิวนิกเกิลENIG นำเสนอคุณประโยชน์ต่างๆ เช่น ความสามารถในการบัดกรีที่ดี ความเรียบ ความต้านทานการกัดกร่อน และประสิทธิภาพการบัดกรีที่ดีลักษณะของทองคำยังช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชัน จึงช่วยเพิ่มความเสถียรในการเก็บรักษาในระยะยาว
2. การปรับระดับบัดกรีด้วยลมร้อน (HASL): นี่เป็นอีกวิธีการรักษาพื้นผิวทั่วไปในกระบวนการ HASL แผ่นบัดกรีจะถูกจุ่มลงในโลหะผสมดีบุกหลอมเหลว และโลหะบัดกรีส่วนเกินจะถูกเป่าออกไปโดยใช้อากาศร้อน เหลือชั้นโลหะบัดกรีที่สม่ำเสมอไว้ข้อดีของ HASL ได้แก่ ต้นทุนที่ต่ำกว่า ความง่ายในการผลิตและการบัดกรี แม้ว่าความแม่นยำของพื้นผิวและความเรียบอาจต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกัน
3. การชุบทองด้วยไฟฟ้า: วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการชุบทองด้วยไฟฟ้าบนแผ่นบัดกรีทองคำมีคุณสมบัติเป็นเลิศในด้านการนำไฟฟ้าและความต้านทานการกัดกร่อน จึงช่วยปรับปรุงคุณภาพการบัดกรีอย่างไรก็ตามการชุบทองโดยทั่วไปจะมีราคาแพงกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการอื่นๆโดยเฉพาะอย่างยิ่งนำไปใช้ในการใช้งานนิ้วทอง
4. สารกันบูดในการบัดกรีแบบอินทรีย์ (OSP): OSP เกี่ยวข้องกับการใช้ชั้นป้องกันแบบอินทรีย์กับแผ่นบัดกรีเพื่อป้องกันพวกมันจากการเกิดออกซิเดชันOSP มีความเรียบที่ดี สามารถบัดกรีได้ และเหมาะสำหรับการใช้งานเบา
5. ดีบุกแช่: คล้ายกับทองคำแช่ ดีบุกแช่เกี่ยวข้องกับการเคลือบแผ่นบัดกรีด้วยชั้นของดีบุกดีบุกแช่ให้ประสิทธิภาพการบัดกรีที่ดีและค่อนข้างคุ้มต้นทุนเมื่อเทียบกับวิธีอื่นๆอย่างไรก็ตาม มันอาจไม่ดีเท่ากับทองคำแช่ในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อนและความเสถียรในระยะยาว
6. การชุบนิกเกิล/ทอง: วิธีนี้คล้ายกับการแช่ทอง แต่หลังจากการชุบนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า ชั้นของทองแดงจะถูกเคลือบตามด้วยการชุบโลหะวิธีการนี้มีค่าการนำไฟฟ้าและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง
7. การชุบเงิน: การชุบเงินเกี่ยวข้องกับการเคลือบแผ่นบัดกรีด้วยชั้นเงินเงินเป็นเลิศในแง่ของการนำไฟฟ้า แต่อาจออกซิไดซ์เมื่อสัมผัสกับอากาศ โดยปกติจะต้องมีชั้นป้องกันเพิ่มเติม
8. การชุบทองแข็ง: วิธีนี้ใช้สำหรับขั้วต่อหรือจุดสัมผัสซ็อกเก็ตที่ต้องมีการใส่และถอดบ่อยครั้งมีการทาชั้นทองคำที่หนาขึ้นเพื่อให้มีความทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน
ความแตกต่างระหว่างการชุบทองและการแช่ทอง:
1. โครงสร้างผลึกที่เกิดจากการชุบทองและทองคำแช่จะแตกต่างกันการชุบทองมีชั้นทองที่บางกว่าเมื่อเทียบกับทองแช่การชุบทองมักจะมีสีเหลืองมากกว่าทองแช่ ซึ่งลูกค้าพบว่าน่าพึงพอใจมากกว่า
2. ทองคำแช่มีลักษณะการบัดกรีที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับการชุบทอง ซึ่งช่วยลดข้อบกพร่องในการบัดกรีและการร้องเรียนจากลูกค้าแผ่นทองคำแช่มีความเครียดที่ควบคุมได้มากกว่า และเหมาะสำหรับกระบวนการเชื่อมมากกว่าอย่างไรก็ตาม เนื่องจากธรรมชาติที่นุ่มนวลกว่า ทองแช่จึงมีความทนทานน้อยกว่าสำหรับนิ้วทอง
3. ทองแช่จะเคลือบนิกเกิล-ทองบนแผ่นบัดกรีเท่านั้น โดยไม่ส่งผลกระทบต่อการส่งสัญญาณในชั้นทองแดง ในขณะที่การชุบทองอาจส่งผลกระทบต่อการส่งสัญญาณ
4. การชุบทองแบบแข็งมีโครงสร้างผลึกที่หนาแน่นกว่าเมื่อเทียบกับทองคำแบบแช่ ทำให้ไวต่อการเกิดออกซิเดชันน้อยกว่าทองคำแช่มีชั้นทองที่บางกว่า ซึ่งอาจทำให้นิกเกิลกระจายออกไปได้
5. การแช่ทองมีโอกาสน้อยที่จะทำให้เกิดการลัดวงจรของสายไฟในการออกแบบที่มีความหนาแน่นสูงเมื่อเทียบกับการชุบทอง
6. ทองคำแช่มีการยึดเกาะที่ดีกว่าระหว่างความต้านทานการบัดกรีและชั้นทองแดง ซึ่งไม่ส่งผลกระทบต่อระยะห่างระหว่างกระบวนการชดเชย
7. ทองคำแช่มักใช้สำหรับบอร์ดที่มีความต้องการสูงเนื่องจากมีความเรียบดีกว่าโดยทั่วไปการชุบทองจะหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์หลังการประกอบของแผ่นสีดำความเรียบและอายุการเก็บรักษาของแผ่นทองคำแช่นั้นดีเท่ากับการชุบทอง
การเลือกวิธีการรักษาพื้นผิวที่เหมาะสมต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ความต้านทานการกัดกร่อน ต้นทุน และข้อกำหนดในการใช้งานสามารถเลือกกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวที่เหมาะสมเพื่อให้ตรงตามเกณฑ์การออกแบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์เฉพาะ
เวลาโพสต์: 18 ส.ค.-2023
