บทนำและการเปรียบเทียบการเคลือบผิวในกระบวนการผลิต PCB

เมื่อคุณออกคำสั่งของ PCBs (แผงวงจรพิมพ์) คุณควรนำสิ่งของรวมถึงวัสดุพื้นผิว PCB, หน้ากากประสาน, ซิลค์สกรีน, พื้นผิวผิวผิว, ขนาดและความหนาของบอร์ด, ความหนาของทองแดง, vias ตาบอดและการฝัง พาเนลความคลาดเคลื่อน ฯลฯ จะต้องพิจารณาก่อนการผลิตแผงวงจรของคุณอย่างแท้จริง ในบรรดารายการเหล่านั้นการเลือกพื้นผิวจะเป็นของชั้นหนึ่งเนื่องจากพื้นผิวเสร็จสิ้นมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการสนับสนุนความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากชั้นทองแดงบน PCB สามารถออกซิไดซ์ได้อย่างง่ายดายชั้นออกซิเดชั่นทองแดงที่สร้างขึ้นจะลดคุณภาพการบัดกรีอย่างจริงจังซึ่งจะลดความน่าเชื่อถือและความถูกต้องของผลิตภัณฑ์สุดท้าย พื้นผิวเสร็จสิ้นเป็นตัวนำเพื่อป้องกันแผ่นรองจากการเกิดออกซิเดชันและรับประกันความสามารถในการบัดกรีที่ยอดเยี่ยมและประสิทธิภาพไฟฟ้า

พื้นผิวเสร็จสิ้นหรือการเคลือบผิวเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในกระบวนการระหว่างการผลิต PCB และชุดประกอบ PCB ที่มีฟังก์ชั่นหลักสองอย่างซึ่งหนึ่งในนั้นคือการรักษาวงจรทองแดงที่เปิดเผยและอื่น ๆ PCB ดังที่แสดงในรูปที่ 1 พื้นผิวจะอยู่ที่ชั้นนอกสุดของ PCB และสูงกว่าทองแดงโดยมีบทบาทเป็น "เสื้อโค้ท" สำหรับทองแดง

พื้นผิวประเภทเสร็จสิ้น
โดยพื้นฐานแล้วมีพื้นผิวหลักสองประเภท: โลหะและอินทรีย์ Hasl, Enig/enepig, Immersion Gold และ Immersion Tin ทั้งหมดเป็นของพื้นผิวโลหะเสร็จสิ้นในขณะที่ OSP และ Carbon Ink เป็นของพื้นผิวอินทรีย์

• HASL (การปรับระดับการประสานอากาศร้อน)

HASL เป็นพื้นผิวแบบดั้งเดิมที่ใช้กับ PCBs โดยทั่วไปแล้ว PCB จะถูกจุ่มลงในอ่างอาบน้ำของบัดกรีหลอมเหลวเพื่อให้พื้นผิวทองแดงที่สัมผัสทั้งหมดถูกปกคลุมด้วยบัดกรี การประสานพิเศษจะถูกลบออกโดยผ่าน PCB ระหว่างมีดร้อน โดยปกติแล้ว HASL จะทำตามขั้นตอนเช่นคำอธิบายของรูปที่ 2 ด้านล่าง:

ข้อดีของพื้นผิว Hasl เสร็จสิ้น
•การเปียกที่ยอดเยี่ยมในระหว่างการบัดกรีส่วนประกอบ

•หลีกเลี่ยงการกัดกร่อนทองแดง

ข้อเสียของพื้นผิว Hasl

• planarity ต่ำบนแนวตั้ง LEADs LEADs HASL ที่ยอมรับไม่ได้สำหรับส่วนประกอบพิทช์ชั้นดี

•ความเครียดจากความร้อนสูงในระหว่างกระบวนการทำให้เกิดข้อบกพร่องลงในแผงวงจร

เพื่อให้สอดคล้องกับกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องกับการปกป้องสิ่งแวดล้อม HASL พัฒนาเป็นสองหมวดหมู่ย่อย: LEAD HASL และ HASL ปราศจากตะกั่ว หลังมีความสำคัญต่อกฎระเบียบและกฎหมายของ ROHs (ข้อ จำกัด ของสารอันตราย) เป็นครั้งแรกที่สหภาพยุโรปนำมาใช้

• ENIG และ ENEPIG

ENIG สั้นสำหรับทองคำนิกเกิลอิเลคโทรเซียนซึ่งประกอบด้วยการชุบนิกเกิลอิเล็กโทรไลต์ที่ปกคลุมด้วยทองคำแบบบาง ๆ ซึ่งช่วยปกป้องนิกเกิลจากการเกิดออกซิเดชัน enepig หรือที่รู้จักกันในชื่ออิเล็กโทรไลต์นิกเกิลอิเล็กโทรไลเซิลแพลเลเดียมจุ่มทองคำซึ่งแตกต่างจากปริศนาในชั้นของแพลเลเดียมถูกนำไปใช้เป็นชั้นความต้านทานเพื่อหยุดนิกเกิลจากการเกิดออกซิเดชันและการแพร่กระจายไปยังชั้นทองแดง เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นผิวประเภทอื่น ๆ Enig และ Enepig ให้ความสามารถในการบัดกรีสูงสุดสำหรับ PCB แต่ค่าใช้จ่ายสูงกว่ามาก ความแตกต่างระหว่างกระบวนการผลิตของ Enig และ ENEPIG สามารถพบได้ในรูปที่ 3 ด้านล่าง

Electroless Nickel Step เป็นกระบวนการเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติที่เกี่ยวข้องกับการสะสมนิกเกิลบนพื้นผิวทองแดงแบบเร่งรัดแพลเลเดียม สารลดลงที่มีไอออนนิกเกิลจะต้องเติมเต็มเพื่อให้ได้ความเข้มข้นที่เหมาะสมอุณหภูมิและองศากรดที่จำเป็นในการสร้างการเคลือบที่สอดคล้องกัน ในระหว่างขั้นตอนทองคำจุ่มทองคำจะยึดติดกับพื้นที่ชุบนิกเกิลผ่านการแลกเปลี่ยนโมเลกุลซึ่งจะปกป้องนิกเกิลจนกระทั่งกระบวนการบัดกรี ความหนาของทองคำจำเป็นต้องตอบสนองความคลาดเคลื่อนบางอย่างเพื่อให้แน่ใจว่านิกเกิลยังคงรักษาความสามารถในการบัดกรี

Enig และ Enepig มีข้อดีและข้อเสียของตัวเองตามลำดับ ตัวอย่างเช่น Enig มีพื้นผิวแบนกลไกกระบวนการง่าย ๆ และความต้านทานอุณหภูมิสูงในขณะที่ ENEPIG สามารถทนได้หลายรอบการรีมอนหลายรอบและมีความสามารถในการยึดสายลวดที่เชื่อถือได้สูง จากการเปรียบเทียบระหว่าง ENIG และ ENEPIG สามารถนำไปใช้ในแอปพลิเคชันที่แตกต่างกันเพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน Enig เหมาะสำหรับการบัดกรีไร้ตะกั่ว SMT (เทคโนโลยีที่ติดตั้งบนพื้นผิว) แพ็คเกจ BGA (Ball Grid Array) ฯลฯ ในขณะที่ ENEPIG สามารถตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดของแพ็คเกจหลายประเภทรวมถึง THT (ผ่านเทคโนโลยีผ่านหลุม), SMT, BGA , สายเชื่อม, กดพอดี ฯลฯ

• Image (Immersion Silver)

Imag ประกอบด้วยการชุบเงินแบบบาง ๆ บนร่องรอยทองแดง โดยปกติแล้ว Imag จะทำตามขั้นตอนด้านล่าง:

ข้อดีของพื้นผิว Imag
•พื้นผิวระนาบ
•วัฏจักรกระบวนการสั้นและง่าย
•ราคาไม่แพง
•การนำไฟฟ้าสูง
•เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์พิทช์ชั้นดี
•ข้อต่อประสานทองแดง/ดีบุก
•สามารถทำงานใหม่ได้
•ไม่ส่งผลกระทบต่อขนาดรู

ข้อเสียของพื้นผิว Imag

•ทำให้เสื่อมเสีย

•การโยกย้ายเงิน

•ช่องว่างขนาดเล็กบนระนาบ

•การกัดกร่อนคืบ

Imag เป็นพื้นผิวที่ดีสำหรับการบัดกรีและการทดสอบ การกัดกร่อนของคืบเป็นจุดอ่อนที่สำคัญ

• IMSN (TIN แช่)

IMSN ส่วนใหญ่เหมือนกับ Imag ยกเว้นว่ามีการใช้ดีบุกใน IMSN ในขณะที่ใช้เงินใน Imag ในแง่ของข้อดีของ IMSN นั้นให้การตกแต่งที่มีระนาบอย่างมากบนแผ่นทองแดงทำให้เหมาะสำหรับการใช้งาน SMT นอกจากนี้ IMSN ยังมีพื้นผิวที่ตรวจพบได้ง่ายโดยเทคนิคการตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติทั่วไป

• OSP (สารกันบูดความสามารถในการประสานอินทรีย์)

OSP เป็นประเภทของพื้นผิวที่มีวัสดุอินทรีย์โปร่งใสเข้าร่วม มันใช้สารประกอบอินทรีย์ที่ใช้น้ำซึ่งเลือกพันธะกับทองแดงและปกป้องทองแดงจนบัดกรี โดยปกติแล้ว OSP จะเป็นไปตามกระบวนการดังต่อไปนี้:

ข้อดีของพื้นผิว OSP เสร็จสิ้น

•แบน/ระนาบ

•วัฏจักรกระบวนการสั้นและง่าย

•ราคาไม่แพง

•สามารถทำงานใหม่ได้

•ไม่ส่งผลกระทบต่อขนาดรูเสร็จ

•ข้อต่อประสานทองแดง/ดีบุก

ข้อเสียของพื้นผิว OSP เสร็จสิ้น

• reflow หลายตัว

•อายุการเก็บรักษาที่ จำกัด

•ไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

•ตรวจสอบได้ยาก

•วงจรความร้อนที่ จำกัด

คำอธิบายข้างต้นไม่สามารถอธิบายอะไรก็ได้ที่เกี่ยวข้องกับ OSP คุณสามารถอ้างถึงบทความสิ่งที่คุณแทบจะไม่ทราบเกี่ยวกับ OSP เพื่อรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีพื้นผิวของ OSP

โดยสรุปแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง คุณควรเลือกพื้นผิวที่พอดีที่สุดตามวัตถุประสงค์การใช้ประโยชน์จากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ความต้องการประสิทธิภาพค่าใช้จ่ายความต้านทานการกัดกร่อน ICT (การทดสอบในวงจร) การเติมหลุม ฯลฯ ข้อสรุปของคุณแม่นยำยิ่งขึ้น

การเปรียบเทียบพื้นผิวประเภทนี้เสร็จสิ้นโดยทั่วไปในแง่ของต้นทุน Imag และ OSP นั้นราคาไม่แพงที่สุดในขณะที่ Enig นั้นมีราคาแพงที่สุด ในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อน HASL และ IMSN มีความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนที่ดีที่สุดในขณะที่ Imag มีสิ่งที่เลวร้ายที่สุด ในแง่ของ ICT มีเพียง OSP เท่านั้นที่เลวร้ายที่สุดในขณะที่คนอื่น ๆ ก็ดีเหมือนกัน ในแง่ของการเติมหลุม Hasl และ Enig ดีกว่าประเภทอื่น ๆ

การเลือกพื้นผิวเสร็จสิ้น
การเลือกพื้นผิวการเลือกบน PCB เป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดสำหรับการผลิต PCB เนื่องจากมีผลโดยตรงต่อผลผลิตกระบวนการ, หมายเลขการทำงานใหม่, อัตราความล้มเหลวของภาคสนาม, ความสามารถในการทดสอบ, อัตราที่สนใจและค่าใช้จ่าย ข้อควรพิจารณาที่สำคัญทั้งหมดเกี่ยวกับการประกอบจะต้องนำเข้าสู่การเลือกพื้นผิวเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ในกระบวนการประกอบ PCB ผู้ที่มีตำแหน่งต่าง ๆ มีความคิดเห็นที่แตกต่างกันเกี่ยวกับวิธีการเลือกพื้นผิว รูปที่ 6 แสดงแนวคิดบางอย่าง:

เห็นได้ชัดว่าคนที่มีตำแหน่งต่าง ๆ มีมาตรฐานการเลือกที่แตกต่างกัน ไม่ว่าประเภทใดที่เลือกไว้มันจะเหมาะกับความต้องการและความสะดวกสบายของผู้ที่มีข้อควรพิจารณาเล็กน้อยเกี่ยวกับคุณภาพประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของการประกอบ PCB และ PCB

ขึ้นอยู่กับการแนะนำพื้นผิวแต่ละประเภทด้านบนคุณลักษณะบางอย่างเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดเป็นมาตรฐานการเลือก ตารางด้านล่างแสดงแอตทริบิวต์พื้นผิวแต่ละประเภทมีและไม่มี ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดและคุณสมบัติเฉพาะของผลิตภัณฑ์ PCB คุณสามารถติดตามตารางนี้เพื่อเลือกตัวเลือกผิวที่สมบูรณ์แบบ

โดยรวมแล้วสำหรับประเภทของการเลือกพื้นผิวจะต้องเลือกประเภทที่ดีที่สุดและสามารถใช้ฟังก์ชั่นมากมายได้ พื้นผิวแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง แต่ไม่ต้องกังวล มีเทคนิคทางวิศวกรรมบางอย่างเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เกิดจากข้อเสียของพื้นผิว ตัวอย่างเช่นสำหรับข้อเสียที่ว่า OSP มีกำลังเปียกต่ำกว่านั้นมีการแก้ปัญหาบางอย่างเช่นการเปลี่ยนการชุบบอร์ดบอร์ดหรือโลหะผสมบัดกรีคลื่นเพิ่มการอุ่นด้านบน ฯลฯ ประเด็นสำคัญคือองค์ประกอบที่เป็นไปได้ทั้งหมดจะต้องได้รับการพิจารณาตามลำดับ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพในอุดมคติ

ทุกวันนี้ปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมมีความสำคัญมากขึ้นในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อยับยั้งสารอันตรายที่สร้างขึ้น ROHS ได้รับการเผยแพร่โดย EU ROHS ยังเป็นที่รู้จักกันในนามปราศจากตะกั่วหมายถึงการ จำกัด สารอันตราย ROHS หรือที่รู้จักกันในชื่อ Directive 2002/95/EC มีต้นกำเนิดในสหภาพยุโรปและ จำกัด การใช้วัสดุอันตรายหกชนิดที่พบในผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องทั้งหมดในตลาดสหภาพยุโรปหลังจากวันที่ 1 กรกฎาคม 2549 จะต้องผ่านการปฏิบัติตาม ROHS ROHS ส่งผลกระทบต่ออุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดและผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าจำนวนมากเช่นกัน ดังนั้นพื้นผิวที่เสร็จสิ้นด้วยการประสานตะกั่วจะมีผู้ติดตามมากขึ้นในอนาคต

JHY PCB เสนอเครื่องคิดเลขราคาออนไลน์ให้คุณคำนวณ PCB ที่มีพื้นผิวที่แตกต่างกัน คลิกปุ่มด้านล่างเพื่อเข้าสู่หน้าใบเสนอราคา PCB คุณจะเห็นว่าราคา PCB แตกต่างกันอย่างไรกับการแปลงพื้นผิวโดยการป้อนตัวเลือกพื้นผิวที่แตกต่างกัน