ผิวเคลือบแผ่นวงจรพีซีบี

การรักษาผิวบอร์ดวงจรพิมพ์คืออะไร

PCB การเคลือบผิวเป็นขั้นตอนหลังการผลิตที่สำคัญในกระบวนการผลิตบอร์ดเปล่า PCB ซึ่งหมายถึงการเคลือบชั้นฟังก์ชันที่สม่ำเสมอและหนาแน่นลงบนผิวชั้นทองแดงเปล่าของบอร์ด PCB โดยใช้วิธีทางเคมี ฟิสิกส์ หรือไฟฟ้าเคมี หน้าที่หลักคือการแก้ไขปัญหาทองแดงเปล่าที่มีแนวโน้มจะเกิดออกซิเดชัน และมีความสามารถในการบัดกรีที่ไม่ดี รวมถึงรองรับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน ถือเป็นขั้นตอนสำคัญที่ช่วยให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือของการบัดกรี อายุการใช้งาน และคุณสมบัติด้านไฟฟ้าของ PCBAs

วัตถุประสงค์หลัก

• ป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน: ทองแดงเปลือยที่สัมผัสกับอากาศและความชื้นมีแนวโน้มที่จะเกิดการออกซิเดชัน ทำให้เกิดออกไซด์ของทองแดง ซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวในการบัดกรีและประสิทธิภาพทางไฟฟ้าลดลง ชั้นเคลือบรักษาพื้นผิวสามารถแยกชั้นทองแดงออกจากสิ่งแวดล้อมภายนอก ช่วยยืดอายุการจัดเก็บและการใช้งานของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCBAs)

• เพิ่มความน่าเชื่อถือในการบัดกรี: ชั้นเคลือบต้องมีคุณสมบัติการเปียกตัวที่ดี เพื่อลดความเสี่ยงของการบัดกรีเย็นและข้อบัดกรีเทียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะกับข้อกำหนดการบัดกรีของชิ้นส่วนความแม่นยำสูง เช่น 03015 และ QFP ในการติดตั้งแบบ SMT

• รับประกันประสิทธิภาพทางไฟฟ้า: ชั้นเคลือบบางชนิดสามารถลดความต้านทานการสัมผัส และปรับปรุงความเสถียรของการส่งสัญญาณ รองรับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของวงจรความถี่สูงและความเร็วสูง

• เหมาะสำหรับสถานการณ์พิเศษ: มีการป้องกันที่ออกแบบเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ความชื้นสูง และความสะอาดสูง

ประเภทการรักษาพื้นผิวทั่วไป

ข้อได้เปรียบของกระบวนการบำบัดผิว Kingfield

• การควบคุมคุณภาพตลอดกระบวนการ: ตั้งแต่วัตถุดิบจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ผ่านการปฏิบัติตามมาตรฐาน IPC-6012 และ ISO9001

• โซลูชันที่ปรับแต่งได้: แนะนำวิธีการบำบัดที่เหมาะสมที่สุดตามความต้องการของลูกค้า และรองรับการปรับแต่งพิเศษสำหรับชั้นเคลือบ

• ความสอดคล้องด้านสิ่งแวดล้อม: กระบวนการทั้งหมดเป็นไปตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม RoHS และ REACH ปราศจากตะกั่วและฮาโลเจน รองรับมาตรฐานสิ่งแวดล้อมของอุตสาหกรรมชั้นสูง เช่น ด้านการแพทย์และยานยนต์

กระบวนการบำบัดผิวสำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ชนิดต่างๆ

การรักษาระบบผิวของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นขั้นตอนหลังการผลิตที่สำคัญในกระบวนการผลิตแผ่นเปล่า โดยเกี่ยวข้องกับการสร้างชั้นเคลือบที่ใช้งานได้บนชั้นทองแดงโดยใช้วิธีทางเคมี ฟิสิกส์ หรือไฟฟ้าเคมี กระบวนการนี้มีจุดประสงค์หลักเพื่อแก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น การเกิดออกซิเดชันของทองแดงเปล่า และความน่าเชื่อถือในการบัดกรีที่ไม่เพียงพอ ตลอดจนปรับให้เหมาะสมกับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน ด้านล่างนี้เป็นการวิเคราะห์อย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับกระบวนการหลักๆ

HASL – ทางเลือกที่คุ้มค่า

หลักการทำงานของกระบวนการ： แผง PCB เปล่าจะถูกจุ่มลงในตะกั่วหลอมเหลว จากนั้นจะใช้มีดลมร้อนแรงดันสูงขูดตะกั่วส่วนเกินออก เพื่อสร้างชั้นเคลือบทะกั่วที่สม่ำเสมอบนพื้นผิวชั้นทองแดง เมื่อเย็นตัวแล้ว ชั้นเคลือบจะแข็งตัวและคงรูปร่าง

พารามิเตอร์หลัก：

ความหนาของชั้นเคลือบ: 5-25μm;

อุณหภูมิการบัดกรี: 235-245℃ สำหรับโลหะผสมตะกั่ว-ดีบุกแบบดั้งเดิม, 250-260℃ สำหรับโลหะผสมไร้ตะกั่ว;

อายุการเก็บรักษา: 6-12 เดือนภายใต้สภาวะปกติ;

มาตรฐานสิ่งแวดล้อม: รุ่นทั่วไปที่มีตะกั่วไม่เป็นไปตามข้อกำหนด RoHS ส่วนรุ่นที่ไม่มีตะกั่วเป็นไปตามข้อกำหนด RoHS/REACH

ลักษณะสําคัญ

ข้อดี: ต้นทุนต่ำ กระบวนการผลิตสุกงอม มีความเข้ากันได้ดีในการบัดกรี และทนต่อการสึกหรอได้ดี

ข้อจำกัด: ความเรียบของผิวระดับปานกลาง ไม่เหมาะกับชิ้นส่วนที่มีระยะห่างแคบ; การอบอุณหภูมิสูงในแผ่นวงจรพิมพ์แบบไม่มีตะกั่ว อาจทำให้แผ่นซับสเตรตเกิดการบิดเบี้ยวเล็กน้อย

การใช้งานทั่วไป: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อุปกรณ์อุตสาหกรรมทั่วไป โมดูลพลังงาน อุปกรณ์การแพทย์ระดับล่าง

ENIG – ตัวเลือกอันดับหนึ่งสำหรับงานความแม่นยำระดับสูง

1. หลักการดำเนินการ

ใช้วิธีการเคลือบทางเคมี โดยเริ่มจากการสร้างชั้นกั้นนิกเกิล-ฟอสฟอรัสบนผิวชั้นทองแดง จากนั้นจึงเคลือบด้วยทองคำบางๆ โดยไม่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าตลอดกระบวนการ และชั้นเคลือบมีความสม่ำเสมอสูง ความสม่ำเสมอ

2. พารามิเตอร์หลัก

• ความหนาชั้นนิกเกิล: 5-10μm, ความหนาชั้นทองคำ: 0.05-1.0μm

• ความหยาบของพื้นผิว: Ra<0.1μm

• ช่วงเวลาการจัดเก็บ: 12-24 เดือน ในสภาพแวดล้อมที่แห้งและปิดสนิท

• ทนต่อการกัดกร่อน : การทดสอบพ่นหมอกเกลือ ≥96 ชั่วโมง (ระดับอุตสาหกรรม), ≥144 ชั่วโมง (ระดับทางทหาร)

3. คุณสมบัติหลัก

ข้อดี: พื้นผิวเรียบ (เหมาะสำหรับชิ้นส่วนความแม่นยำสูง เช่น BGA และ QFP), การนำไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม, ทนต่อการเกิดออกซิเดชัน/การกัดกร่อนได้ดี, เหมาะสำหรับวงจรความถี่สูง, รองรับการบัดกรีและการเสียบ/ถอดซ้ำหลายครั้ง

ข้อจำกัด: ต้นทุนสูงกว่า ชั้นทองคำที่หนามากเกินไปอาจทำให้เกิด "ความเปราะของทองคำ" และต้องการการควบคุมกระบวนการในระดับสูง

4. แอปพลิเคชันทั่วไป อุปกรณ์การสื่อสารระดับสูง (สถานีฐาน 5G, โมดูลแสง), อุปกรณ์ทางการแพทย์ (เครื่องช่วยหายใจ, เครื่องวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจ), อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์, ผลิตภัณฑ์การบินและอวกาศ, และโมดูลความแม่นยำสำหรับระบบควบคุมอุตสาหกรรม

III. OSP – โซลูชันสิ่งแวดล้อมแบบความหนาแน่นสูง

1. หลักการดำเนินการ

ผ่านกระบวนการดูดซับทางเคมี ฟิล์มอินทรีย์บางพิเศษจะถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวทองแดงเปล่า ซึ่งทำหน้าที่กั้นไม่ให้สัมผัสกับอากาศและ moisture ในระหว่างการบัดกรี ฟิล์มนี้สามารถสลายตัวที่อุณหภูมิสูงได้โดยไม่ส่งผลต่อการแพร่ตัวของตะกั่วบัดกรี

2. พารามิเตอร์หลัก

ความหนาของชั้นเคลือบ: 0.2-0.5μm;

อุณหภูมิการเชื่อม: ≤260℃;

อายุการเก็บรักษา: 6-12 เดือนในสภาพแวดล้อมที่แห้งและปิดสนิท (ความชื้น > 60% อาจทำให้เกิดความล้มเหลว);

มาตรฐานสิ่งแวดล้อม: ปราศจากโลหะหนักและฮาโลเจน ผ่านเกณฑ์ RoHS/REACH/IPC-J-STD-004

3. คุณสมบัติหลัก

ข้อดี: กระบวนการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ต้นทุนปานกลาง พื้นผิวเรียบ ไม่ส่งผลต่อการระบายความร้อนของ PCB ไม่มีคราบตกค้างหลังการบัดกรี

ข้อจำกัด: ทนต่ออุณหภูมิปานกลาง ต้องการสภาพแวดล้อมในการจัดเก็บที่เข้มงวด ไม่ทนต่อการเสียดสี

4. แอปพลิเคชันทั่วไป สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต แล็ปท็อป อุปกรณ์ IoT บอร์ด PCB ความหนาแน่นสูง (บอร์ดหลายชั้น บอร์ด HDI)

IV. การเคลือบเงินแบบอิมเมอร์ชัน – ตัวเลือกชั้นนำสำหรับผลิตภัณฑ์ความถี่สูงและผลิตภัณฑ์ระดับกลางถึงสูง

1. หลักการทำงานของกระบวนการ：

การเคลือบด้วยเงินบริสุทธิ์จะถูกสะสมบนพื้นผิวของชั้นทองแดงผ่านปฏิกิริยาการแทนที่ โดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้า และชั้นเงินที่ได้มีความหนาแน่นสม่ำเสมอ พร้อมคุณสมบัติการนำไฟฟ้าและการบัดกรีที่ยอดเยี่ยม

2. พารามิเตอร์หลัก

• ความหนาของชั้นเงิน: 0.8-2.0 ไมครอน

• ความหยาบของพื้นผิว: Ra < 0.15 μm

• อายุการเก็บรักษา: 6-9 เดือนภายใต้บรรจุภัณฑ์สูญญากาศ

• การนำไฟฟ้า: ความต้านทานสัมผัส < 3 mΩ

3. คุณสมบัติหลัก

ข้อดี: สูญเสียสัญญาณต่ำ ความสามารถในการบัดกรีเปียกตัวได้ดี ต้นทุนต่ำกว่า ENIG ปราศจากตะกั่วและฮาโลเจน เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม พื้นผิวเรียบเนียนสูง

ข้อจำกัด: ชั้นเงินมีแนวโน้มเกิดการออกซิเดชัน การต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่า ENIG เล็กน้อย จำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิระหว่างกระบวนการบัดกรี

4. แอปพลิเคชันทั่วไป： สถานีฐานการสื่อสาร เราเตอร์ สวิตช์ โมดูลควบคุมอุตสาหกรรม เครื่องมือทดสอบ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคระดับกลางถึงสูง

V. การเคลือบทินแบบจุ่ม – โซลูชันที่เข้ากันได้กับพิทช์ขนาดเล็ก

1. หลักการดำเนินการ

การเคลือบด้วยดีบุกบริสุทธิ์จะถูกสะสมบนพื้นผิวของชั้นทองแดงผ่านปฏิกิริยาการแทนที่ ชั้นดีบุกมีคุณสมบัติคล้ายวัสดุบัดกรี มีความเข้ากันได้ดีเยี่ยมในระหว่างกระบวนการบัดกรี และสามารถสร้างข้อต่อบัดกรีที่เชื่อถือได้โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการเพิ่มเติม

2. พารามิเตอร์หลัก

ความหนาของชั้นดีบุก: 1.0-3.0μm;

ความหยาบของผิว: Ra<0.15μm;

อายุการเก็บรักษา: 6-9 เดือนในสภาพแวดล้อมที่ปิดสนิท;

อุณหภูมิในการบัดกรี: 240-255℃

3. คุณสมบัติหลัก

ข้อดี: พื้นผิวเรียบเนียน สมรรถนะการบัดกรีมีเสถียรภาพ ไร้สารตะกั่วและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ต้นทุนต่ำกว่า ENIG/การเคลือบเงินแบบจุ่ม มีข้อกำหนดการจัดเก็บที่ยืดหยุ่นมากกว่า

ข้อจำกัด: ชั้นบัดกรีนุ่มกว่า เสี่ยงต่อการขีดข่วน อาจเกิดปรากฏการณ์ "ใยบัดกรี" ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน

4. แอปพลิเคชันทั่วไป อิเล็กทรอนิกส์สำหรับยานยนต์ เซ็นเซอร์อุตสาหกรรม อุปกรณ์สมาร์ทโฮม แผ่นวงจรพีซีบีระดับกลางถึงสูง

VI. ตารางเปรียบเทียบความแตกต่างหลักในกระบวนการทั่วไป