ដំណើរការថ្នាំកូតចុងក្រោយសម្រាប់ PCB ផលិតកម្មបានឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ These changes are the result of the constant need to overcome the limitations of HASL(Hot air cohesion) and the growing number of HASL alternatives.

ថ្នាំកូតចុងក្រោយត្រូវបានប្រើដើម្បីការពារផ្ទៃនៃបន្ទះស្ពាន់។ ស្ពាន់ (Cu) គឺជាផ្ទៃដ៏ល្អសម្រាប់សមាសធាតុផ្សារប៉ុន្តែងាយកត់សុី។ អុកស៊ីដទង់ដែងរារាំងការសើមរបស់មេដែក ថ្វីត្បិតតែមាស (អូ) ឥឡូវត្រូវបានគេប្រើដើម្បីគ្របទង់ដែងក៏ដោយព្រោះមាសមិនកត់សុីទេ។ មាសនិងស្ពាន់នឹងសាយភាយនិងជ្រាបចូលគ្នាយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ ស្ពាន់ដែលលាតត្រដាងណាមួយនឹងបង្កើតបានជាអុកស៊ីដទង់ដែងដែលមិនអាចផ្សាបានយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ វិធីសាស្រ្តមួយគឺត្រូវប្រើស្រទាប់របាំងដែកនីកែល (នី) ដែលការពារមាសនិងស្ពាន់ពីការផ្ទេរនិងផ្តល់នូវផ្ទៃដែលអាចដំណើរការបានយូរសម្រាប់ការតម្លើងសមាសធាតុ។

តម្រូវការ PCB សម្រាប់ថ្នាំកូតនីកែលដែលមិនមែនជាអេឡិចត្រូលីត

ថ្នាំកូតនីកែលដែលមិនមែនជាអេឡិចត្រូលីតគួរតែអនុវត្តមុខងារមួយចំនួន៖

ផ្ទៃនៃប្រាក់បញ្ញើមាស

គោលបំណងចុងក្រោយនៃសៀគ្វីគឺបង្កើតទំនាក់ទំនងជាមួយកម្លាំងកាយខ្ពស់និងលក្ខណៈអគ្គិសនីល្អរវាង PCB និងសមាសធាតុ។ ប្រសិនបើមានអុកស៊ីដឬការចម្លងរោគណាមួយនៅលើផ្ទៃ PCB នោះសន្លាក់ដែលភ្ជាប់គ្នានេះនឹងមិនកើតឡើងជាមួយចរន្តខ្សោយនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះទេ។

ប្រាក់បញ្ញើមាសនៅពីលើនីកែលហើយមិនកត់សុីក្នុងកំឡុងពេលរក្សាទុកយូរ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយមាសមិនស្ថិតនៅលើនីកែលអុកស៊ីតទេដូច្នេះនីកែលត្រូវតែរក្សាភាពបរិសុទ្ធរវាងការងូតទឹកនីកែលនិងការរំលាយមាស។ Thus, the first requirement of nickel is to remain oxygen-free long enough to allow gold to precipitate. Components developed chemical leaching baths to allow 6~10% phosphorus content in nickel precipitation. ខ្លឹមសារផូស្វ័រនេះនៅក្នុងថ្នាំកូតនីកែលដែលមិនមែនជាអេឡិចត្រូលីតត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាតុល្យភាពប្រុងប្រយ័ត្ននៃការគ្រប់គ្រងងូតទឹកអុកស៊ីដកម្មនិងលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីនិងរាងកាយ។

ភាព​រឺ​ង

ផ្ទៃថ្នាំកូតនីកែលដែលមិនមែនជាអេឡិចត្រូលីតត្រូវបានប្រើនៅក្នុងកម្មវិធីជាច្រើនដែលត្រូវការកម្លាំងកាយដូចជាទ្រនាប់បញ្ជូនរថយន្ត។ តម្រូវការ PCB មិនមានភាពតឹងរ៉ឹងជាងតម្រូវការសម្រាប់កម្មវិធីទាំងនេះទេប៉ុន្តែភាពរឹងជាក់លាក់មានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការភ្ជាប់ខ្សែភ្លើងទំនាក់ទំនងបន្ទះប៉ះឧបករណ៍ភ្ជាប់គែមខនខននិចនិងនិរន្តរភាពនៃដំណើរការ។

ការភ្ជាប់សំណត្រូវការភាពរឹងនីកែល។ ការបាត់បង់ការកកិតអាចកើតមានឡើងប្រសិនបើសំណនាំឱ្យខូចទ្រង់ទ្រាយទឹកភ្លៀងដែលជួយឱ្យសំណ “រលាយ” ចូលទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម។ រូបភាពអេសអេមបានបង្ហាញថាគ្មានការជ្រាបចូលទៅក្នុងផ្ទៃនីកែល/មាសឬនីកែល/ប៉ាឡាដ្យូម (ភីឌី)/មាសទេ។

លក្ខណៈអគ្គិសនី

ស្ពាន់គឺជាលោហៈដែលត្រូវជ្រើសរើសសម្រាប់បង្កើតសៀគ្វីព្រោះវាងាយស្រួលផលិត។ ស្ពាន់ធ្វើចរន្តអគ្គិសនីបានល្អជាងលោហៈស្ទើរតែទាំងអស់ (តារាង ១) ១.២ ។ Gold also has good electrical conductivity, making it a perfect choice for the outermost metal because electrons tend to flow on the surface of a conductive route (the “surface” benefit).

Table 1. Resistivity of PCB metal

ស្ពាន់ ១.៧ (រួមទាំងΩស

Gold (including 2.4 Ω cm

Nickel (including 7.4 Ω cm

ថ្នាំកូតនីកែលដែលមិនមែនជាអេឡិចត្រូលីត ៥៥ ~ ៩០ ។ ωស

Although the electrical characteristics of most production plates are not affected by the nickel layer, nickel can affect the electrical characteristics of high frequency signals. ការបាត់បង់សញ្ញាមីក្រូវ៉េវ PCB អាចលើសពីលក្ខណៈពិសេសរបស់អ្នករចនា។ This phenomenon is proportional to the thickness of the nickel – the circuit needs to pass through the nickel to reach the solder spot. នៅក្នុងកម្មវិធីជាច្រើនសញ្ញាអេឡិចត្រូនិចអាចត្រូវបានស្តារឡើងវិញតាមលក្ខណៈរចនាដោយបញ្ជាក់ប្រាក់បញ្ញើនីកែលតិចជាង ២,៥ មីក្រូម៉ែត្រ

ភាពធន់ទ្រាំទាក់ទង

ភាពធន់នៃទំនាក់ទំនងមានភាពខុសប្លែកពីការផ្សារដែកពីព្រោះផ្ទៃនីកែល/មាសនៅតែមិនរអិលពេញមួយជីវិតនៃផលិតផលចុងក្រោយ។ នីកែល/មាសត្រូវតែរក្សាទំនាក់ទំនងខាងក្រៅបន្ទាប់ពីប៉ះពាល់បរិស្ថានយូរ។ Antler’s 1970 book expressed nickel/gold surface contact requirements in quantitative terms. Various end-use environments have been studied: 3 “65°C, a normal maximum temperature for electronic systems operating at room temperature, such as computers; ១២៥ អង្សាសេសីតុណ្ហាភាពដែលឧបករណ៍ភ្ជាប់ជាសកលត្រូវតែដំណើរការជាញឹកញាប់ត្រូវបានបញ្ជាក់សម្រាប់កម្មវិធីយោធា។ ២០០ អង្សាសេសីតុណ្ហាភាពនោះកាន់តែមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ឧបករណ៍ហោះហើរ។

ចំពោះសីតុណ្ហភាពទាបរបាំងនីកែលមិនត្រូវបានទាមទារទេ។ នៅពេលសីតុណ្ហភាពកើនឡើងបរិមាណនីកែលដែលត្រូវការដើម្បីការពារការផ្ទេរនីកែល/មាសកើនឡើង (តារាងទី ២) ។

តារាងទី ២ ភាពធន់នៃនីកែល/មាស (១០០០ ម៉ោង)

ស្រទាប់របាំងនីកែលទំនាក់ទំនងពេញចិត្តនៅ ៦៥ អង្សាសេទំនាក់ទំនងពេញចិត្តនៅ ១២៥ អង្សាសេទំនាក់ទំនងពេញចិត្តនៅ ២០០ អង្សាសេ

0.0 µm 100% 40% 0%

0.5 µm 100% 90% 5%

2.0 µm 100% 100% 10%

4.0 µm 100% 100% 60%

នីកែលដែលប្រើក្នុងការសិក្សារបស់អាន់ធើរត្រូវបានគេធ្វើចរន្តអគ្គិសនី។ ការកែលំអត្រូវបានគេរំពឹងទុកពីនីកែលដែលមិនមែនជាអេឡិចត្រូលីតដូចដែលបានបញ្ជាក់ដោយ Baudrand 4 ។ ទោះយ៉ាងណាលទ្ធផលទាំងនេះគឺសម្រាប់មាស ០.៥ µm ដែលជាធម្មតាយន្តហោះមានទឹកភ្លៀង ០.២ µm ។ យន្ដហោះអាចសន្និដ្ឋានបានថាគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ធាតុទំនាក់ទំនងដែលដំណើរការនៅ ១២៥ អង្សាសេប៉ុន្តែធាតុសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាងនេះនឹងត្រូវការការធ្វើតេស្តឯកទេស។

លោក Antler បានណែនាំថា“ នីកែលនីកែលកាន់តែក្រាស់កាន់តែល្អក្នុងគ្រប់ករណីទាំងអស់ប៉ុន្តែការពិតនៃការផលិត PCB លើកទឹកចិត្តឱ្យវិស្វករដាក់ប្រាក់នីកែលច្រើនតាមតម្រូវការ។ ឥឡូវនេះនីកែល/មាសរាបស្មើត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងទូរស័ព្ទដៃនិងភេកឃឺដែលប្រើចំណុចទំនាក់ទំនងទូច-ផេដ។ The specification for this type of element is at least 2 µm nickel.

ឧបករណ៍ភ្ជាប់

នីកែល/មាសដែលមិនមែនជាអេឡិចត្រូលីតត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងការផលិតក្តារសៀគ្វីដែលមាននិទាឃរដូវសមល្មមចុចរុញរំកិលសម្ពាធទាបនិងឧបករណ៍ភ្ជាប់ដែលមិនត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់។

ឧបករណ៍ភ្ជាប់ដោតត្រូវការភាពធន់រាងកាយយូរ។ ក្នុងករណីទាំងនេះថ្នាំកូតនីកែលដែលមិនមែនជាអេឡិចត្រូលីតមានកម្លាំងគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ការប្រើ PCB ប៉ុន្តែការជ្រមុជទឹកមាសមិនមែនទេ។ Very thin pure gold (60 to 90 Knoop) will rub away from the nickel during repeated friction. នៅពេលដែលមាសត្រូវបានយកចេញនីកែលដែលលាតត្រដាងបានកត់សុីយ៉ាងឆាប់រហ័សដែលបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងនូវភាពធន់នៃទំនាក់ទំនង។

ថ្នាំកូតនីកែលដែលគ្មានអេឡិចត្រូលីត/ការជ្រមុជទឹកមាសអាចមិនមែនជាជម្រើសដ៏ល្អបំផុតសម្រាប់ឧបករណ៍ភ្ជាប់ដោតដែលទ្រទ្រង់ការបញ្ចូលច្រើនពេញមួយជីវិតរបស់ផលិតផល។ ផ្ទៃនីកែល/ប៉ាឡាដ្យូម/មាសត្រូវបានណែនាំសម្រាប់ឧបករណ៍ភ្ជាប់ពហុមុខងារ។

The barrier layer

នីកែលដែលមិនមែនជាអេឡិចត្រូលីតមានមុខងារនៃស្រទាប់របាំងបីនៅលើចាន៖ ១) ដើម្បីការពារការសាយភាយស្ពាន់ទៅជាមាស។ 2) To prevent the diffusion of gold to nickel; ៣) ប្រភពនីកែលបង្កើតឡើងដោយសមាសធាតុអន្តរលោហធាតុ Ni3Sn3 ។

ការសាយភាយស្ពាន់ទៅនីកែល

ការផ្ទេរទង់ដែងតាមរយៈនីកែលនឹងបណ្តាលឱ្យមានការរលាយស្ពាន់ទៅលើផ្ទៃមាស។ The copper will oxidize quickly, resulting in poor weldability during assembly, which occurs in the case of nickel leakage. Nickel is needed to prevent migration and diffusion of empty plates during storage and during assembly when other areas of the plate have been welded. ដូច្នេះតម្រូវការសីតុណ្ហភាពនៃស្រទាប់របាំងគឺតិចជាងមួយនាទីក្រោម ២៥០ អង្សាសេ។

Turn និង Owen6 បានសិក្សាពីឥទ្ធិពលនៃស្រទាប់របាំងផ្សេងៗគ្នាលើទង់ដែងនិងមាស។ ពួកគេបានរកឃើញថា“ … ការប្រៀបធៀបតម្លៃជ្រាបចូលស្ពាន់នៅ ៤០០ អង្សាសេនិង ៥៥០ អង្សាសេបង្ហាញថាក្រូមមីញ៉ូមនិងនីកែលដែលមានមាតិកាផូស្វ័រ ៨-១០% គឺជាស្រទាប់របាំងដែលមានប្រសិទ្ធភាពបំផុតដែលបានសិក្សា។ (តារាងទី ៣) ។

តារាងទី ៣. ការជ្រៀតចូលទង់ដែងតាមរយៈនីកែលទៅមាស

Nickel thickness 400°C 24 hours 400°C 53 hours 550°C 12 hours

0.25 µm 1 µm 12 µm 18 µm

0.50 µm 1 µm 6 µm 15 µm

1.00 µm 1 µm 1 µ M 8 µm

២.០០ µm មិនសាយភាយមិនសាយភាយមិនសាយភាយ

According to the Arrhenius equation, diffusion at lower temperatures is exponentially slower. គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍នៅក្នុងការពិសោធន៍នេះនីកែលដែលមិនមែនជាអេឡិចត្រូលីតមានប្រសិទ្ធភាពជាងនីកែលអេឡិចត្រូលីតពី ២ ទៅ ១០ ដង។ វេននិងអូវេនចង្អុលបង្ហាញថា“ … A (8%) 2µm(80µinch) barrier of this alloy reduces copper diffusion to a negligible level.”

ពីតេស្តសីតុណ្ហាភាពខ្លាំងនេះកម្រាស់នីកែលយ៉ាងតិច ២µm គឺជាលក្ខណៈសុវត្ថិភាព។

ការសាយភាយនីកែលទៅជាមាស

តម្រូវការទី ២ នៃនីកែលដែលមិនមែនជាអេឡិចត្រូលីតគឺនីកែលមិនធ្វើចំណាកស្រុកតាមរយៈ“ ធញ្ញជាតិ” ឬ“ រន្ធល្អ” ដែលធ្វើពីមាស។ If nickel comes into contact with air, it will oxidize. Nickel oxide is not soldable and difficult to remove with flux.

មានអត្ថបទជាច្រើនស្តីពីនីកែលនិងមាសប្រើជាក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទះឈីបសេរ៉ាមិច។ These materials withstand the extreme temperatures of assembly for a long time. ការធ្វើតេស្តទូទៅលើផ្ទៃទាំងនេះគឺ ៥០០ អង្សាសេរយៈពេល ១៥ នាទី។

ដើម្បីវាយតំលៃសមត្ថភាពនៃផ្ទៃនីកែល/ដែកដែលគ្មានអេឡិចត្រូលីតដែលគ្មានអេឡិចត្រូលីតដើម្បីការពារពីការកត់សុីនីកែលការផ្សារនៃផ្ទៃដែលមានសីតុណ្ហភាពត្រូវបានសិក្សា។ Different heat/humidity and time conditions were tested. ការសិក្សាទាំងនេះបានបង្ហាញថានីកែលត្រូវបានការពារយ៉ាងគ្រប់គ្រាន់ដោយការហៀរមាសដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានភាពស្អិតល្អបន្ទាប់ពីភាពចាស់។

ការសាយភាយនីកែលទៅជាមាសអាចជាកត្តាកំណត់សម្រាប់ការជួបប្រជុំគ្នាក្នុងករណីខ្លះដូចជាការភ្ជាប់ខ្សែភ្លើងកំដៅមាស។ នៅក្នុងកម្មវិធីនេះផ្ទៃនីកែល/មាសមិនសូវជឿនលឿនជាងផ្ទៃនីកែល/ប៉ាឡាដ្យូម/មាសទេ។ Iacovangelo investigated the diffusion properties of palladium as a barrier layer between nickel and gold and found that 0.5µm palladium prevents migration even at extreme temperatures. This study also demonstrated that there was no diffusion of copper through 2.5µm of nickel/palladium determined by Auger spectroscopy during 15 minutes at 500°C.

សមាសធាតុអន្តរកម្មសំណប៉ាហាំងនីកែល

During surface mount or wave soldering operation, atoms from the PCB surface will be mixed with solder atoms, depending on the diffusion properties of the metal and the ability to form “intermetallic compounds” (Table 4).

តារាង ៤. ភាពខុសគ្នានៃសមា្ភារៈ PCB ក្នុងការផ្សារ

ការសាយភាយសីតុណ្ហភាពដែក C អ៊ីញ (អ៊ីញ/ SEC ។ )

មាស ៤៥០ ៤៨៦ ១១៧.៩ ១៦៧.៥

ស្ពាន់ ៤៥០ ៥២៥ ៤.១ ៧.០

ប៉ាឡាដ្យូម ៤៥០ ៥២៥ ១.៤ ៦.២

Nickel 700 1.7

នៅក្នុងប្រព័ន្ធនីកែល/មាសនិងសំណប៉ាហាំង/នាំមុខមាសរលាយភ្លាមៗទៅជាសំណប៉ាហាំងរលុង។ The solder forms a strong attachment to the underlying nickel by forming Ni3Sn4 intermetallic compounds. Enough nickel should be deposited to ensure that the solder will not reach underneath the copper.ការវាស់វែងរបស់បាឌឺរបានបង្ហាញថាមិនត្រូវការនីកែលលើសពី ០.៥ មីល្លីម៉ែត្រដើម្បីរក្សារនាំងទោះបីឆ្លងកាត់វដ្តសីតុណ្ហភាពលើសពី ៦ ក៏ដោយ។ In fact, the maximum intermetallic layer thickness observed is less than 0.5µm(20µinch).

porous

នីកែល/មាសដែលមិនមែនជាអេឡិចត្រូលីតទើបតែបានក្លាយជាថ្នាំកូតផ្ទៃ PCB ចុងក្រោយចុងក្រោយដូច្នេះនីតិវិធីឧស្សាហកម្មប្រហែលជាមិនសមស្របសម្រាប់ផ្ទៃនេះទេ។ ដំណើរការចំហាយអាស៊ីតនីទ្រីកអាចរកបានសម្រាប់តេស្តភាពជ្រាបនៃនីកែល/មាសអេឡិចត្រូលីតដែលប្រើជាឧបករណ៍ភ្ជាប់ឌុយ (IPC-TM-650 ២.៣.២៤.២) ៩ ។ នីកែល/អេឡិចត្រូនិចដែលគ្មានអេឡិចត្រូលីតនឹងមិនឆ្លងកាត់ការធ្វើតេស្តនេះទេ។ ស្តង់ដារ porosity នៅអ៊ឺរ៉ុបត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយប្រើប៉ូតាស្យូម ferricyanide ដើម្បីកំណត់ពីភាពប្រហោងទាក់ទងនៃផ្ទៃរាបស្មើដែលត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃរន្ធញើសក្នុងមួយមិល្លីម៉ែត្រការ៉េ (កំហុស /មម ២) ។ ផ្ទៃរាបស្មើល្អគួរតែមានរន្ធតិចជាង ១០ ក្នុងមួយមិល្លីការ៉េក្នុងការពង្រីក ១០០ គុណ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ឧស្សាហកម្មផលិត PCB ចាប់អារម្មណ៍ក្នុងការកាត់បន្ថយចំនួននីកែលដែលបានដាក់នៅលើក្តារដោយសារមូលហេតុនៃការចំណាយពេលវេលាវដ្តនិងភាពឆបគ្នានៃសម្ភារៈ។ ការបញ្ជាក់ពីនីកែលអប្បបរមាគួរតែជួយការពារការសាយភាយស្ពាន់ទៅលើផ្ទៃមាសរក្សាបាននូវភាពរឹងមាំល្អនិងរក្សាភាពធន់នៃទំនាក់ទំនង។ លក្ខណៈនីកែលអតិបរមាគួរតែអនុញ្ញាតឱ្យមានភាពបត់បែនក្នុងការផលិតចានព្រោះគ្មានរបៀបបរាជ័យធ្ងន់ធ្ងរត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងប្រាក់នីកែលក្រាស់។

សម្រាប់ការរចនាបន្ទះសៀគ្វីភាគច្រើននាពេលបច្ចុប្បន្ននេះថ្នាំកូតនីកែលដែលមិនមានអេឡិចត្រូលីតដែលមានកម្រាស់ ២.០ មម (៨០ អ៊ីញ) គឺជាកម្រាស់នីកែលអប្បបរមាដែលត្រូវការ។ នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែងកម្រាស់នីកែលជាច្រើននឹងត្រូវប្រើនៅលើកន្លែងផលិត PCB (រូបភាពទី ២) ។ ការផ្លាស់ប្តូរកម្រាស់នីកែលនឹងបណ្តាលមកពីការផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈនៃសារធាតុគីមីនៃការងូតទឹកនិងការផ្លាស់ប្តូរពេលវេលានៃការដាក់ម៉ាស៊ីនលើកស្វ័យប្រវត្តិ។ ដើម្បីធានាបាននូវអប្បបរមា 2.0µm ការបញ្ជាក់ពីអ្នកប្រើប្រាស់ចុងក្រោយគួរតែត្រូវការ 3.5µm អប្បបរមា 2.0µm និងអតិបរមា 8.0m

កម្រាស់នីកែលដែលបានបញ្ជាក់នេះបានបង្ហាញថាសមស្របសម្រាប់ការផលិតបន្ទះសៀគ្វីរាប់លាន។ ជួរនេះអាចបំពេញតម្រូវការ weldability, អាយុកាលធ្នើនិងតម្រូវការទំនាក់ទំនងរបស់អេឡិចត្រូនិចនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ។ ដោយសារតម្រូវការការផ្គុំមានភាពខុសប្លែកគ្នាពីផលិតផលមួយទៅផលិតផលមួយទៀតថ្នាំកូតលើផ្ទៃអាចត្រូវការធ្វើឱ្យប្រសើរសម្រាប់កម្មវិធីនីមួយៗ។