การรักษาพื้นผิวทั่วไปของ PCB รวมถึงการพ่นดีบุก, OSP, การแช่ทอง ฯลฯ “พื้นผิว” ในที่นี้หมายถึงจุดเชื่อมต่อบน PCB ที่ให้การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์หรือระบบอื่น ๆ และวงจรของ PCB เช่นแผ่นอิเล็กโทรด หรือติดต่อจุดเชื่อมต่อ ความสามารถในการบัดกรีของทองแดงเปลือยนั้นดีมาก แต่ออกซิไดซ์ได้ง่ายเมื่อสัมผัสกับอากาศ และง่ายต่อการปนเปื้อน นี่คือเหตุผลที่ PCB ต้องได้รับการชุบผิว

1. กระป๋องสเปรย์ (HASL)

ในกรณีที่อุปกรณ์ที่มีรูพรุนครอบงำ การบัดกรีด้วยคลื่นเป็นวิธีบัดกรีที่ดีที่สุด การใช้การปรับระดับพื้นผิวประสานด้วยลมร้อน (HASL, การปรับระดับประสานด้วยลมร้อน) นั้นเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการของกระบวนการของการบัดกรีด้วยคลื่น แน่นอน สำหรับโอกาสที่ต้องการความแข็งแรงของรอยต่อสูง (โดยเฉพาะจุดต่อหน้าสัมผัส) มักจะใช้การชุบนิกเกิล/ทองด้วยไฟฟ้า . HASL เป็นเทคโนโลยีการรักษาพื้นผิวหลักที่ใช้ทั่วโลก แต่มีแรงผลักดันหลักสามประการที่ขับเคลื่อนอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ให้พิจารณาเทคโนโลยีทางเลือกสำหรับ HASL ได้แก่ ต้นทุน ข้อกำหนดกระบวนการใหม่ และข้อกำหนดไร้สารตะกั่ว

จากมุมมองด้านต้นทุน ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์หลายอย่าง เช่น การสื่อสารเคลื่อนที่และคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล กำลังกลายเป็นสินค้าอุปโภคบริโภคยอดนิยม การขายที่ต้นทุนหรือราคาที่ต่ำกว่าเท่านั้นที่เราจะอยู่ยงคงกระพันในสภาพแวดล้อมการแข่งขันที่ดุเดือด หลังจากการพัฒนาเทคโนโลยีการประกอบเป็น SMT แผ่น PCB จำเป็นต้องมีการพิมพ์หน้าจอและกระบวนการบัดกรีแบบรีโฟลว์ระหว่างกระบวนการประกอบ ในกรณีของ SMA กระบวนการบำบัดพื้นผิว PCB ยังคงใช้เทคโนโลยี HASL ในขั้นต้น แต่เนื่องจากอุปกรณ์ SMT ยังคงหดตัวต่อไป แผ่นอิเล็กโทรดและช่องลายฉลุก็มีขนาดเล็กลงเช่นกัน และข้อเสียของเทคโนโลยี HASL ก็ค่อยๆ เปิดเผย แผ่นอิเล็กโทรดที่ประมวลผลโดยเทคโนโลยี HASL ไม่แบนพอ และระนาบระนาบไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของกระบวนการของแผ่นรองพิทช์ละเอียด ความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมมักมุ่งเน้นไปที่ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากสารตะกั่วต่อสิ่งแวดล้อม

2. ชั้นป้องกันการบัดกรีแบบอินทรีย์ (OSP)

สารกันเสียความสามารถในการบัดกรีแบบอินทรีย์ (OSP, สารกันเสียความสามารถในการบัดกรีแบบอินทรีย์) คือสารเคลือบอินทรีย์ที่ใช้ในการป้องกันการเกิดออกซิเดชันของทองแดงก่อนการบัดกรี กล่าวคือ เพื่อป้องกันความสามารถในการบัดกรีของแผ่น PCB จากความเสียหาย

หลังจากที่พื้นผิว PCB ได้รับการบำบัดด้วย OSP สารประกอบอินทรีย์บาง ๆ จะถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของทองแดงเพื่อป้องกันทองแดงจากการเกิดออกซิเดชัน ความหนาของ Benzotriazoles OSP โดยทั่วไปคือ 100 A° ในขณะที่ความหนาของ Imidazoles OSP นั้นหนากว่า โดยทั่วไปคือ 400 A° ฟิล์ม OSP มีความโปร่งใส แยกแยะการมีอยู่ของมันด้วยตาเปล่าได้ยาก และยากต่อการตรวจจับ ในระหว่างกระบวนการประกอบ (การบัดกรีแบบรีโฟลว์) OSP จะหลอมละลายได้ง่ายในการวางประสานหรือฟลักซ์ที่เป็นกรด และในขณะเดียวกันก็เผยให้เห็นพื้นผิวทองแดงที่แอคทีฟ และสุดท้ายสารประกอบระหว่างโลหะ Sn/Cu จะก่อตัวขึ้นระหว่างส่วนประกอบและแผ่นอิเล็กโทรด ดังนั้น OSP จึงมีคุณลักษณะที่ดีมากเมื่อใช้รักษาพื้นผิวเชื่อม OSP ไม่มีปัญหาเรื่องมลพิษจากสารตะกั่ว ดังนั้นจึงเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

ข้อจำกัดของ OSP:

①. เนื่องจาก OSP มีความโปร่งใสและไม่มีสี จึงยากต่อการตรวจสอบ และเป็นการยากที่จะแยกแยะว่า PCB เคลือบด้วย OSP หรือไม่

② OSP เป็นฉนวนและไม่นำไฟฟ้า OSP ของ Benzotriazoles ค่อนข้างบาง ซึ่งอาจไม่ส่งผลต่อการทดสอบทางไฟฟ้า แต่สำหรับ OSP ของ Imidazoles ฟิล์มป้องกันที่เกิดขึ้นจะค่อนข้างหนา ซึ่งจะส่งผลต่อการทดสอบทางไฟฟ้า ไม่สามารถใช้ OSP เพื่อจัดการกับพื้นผิวสัมผัสทางไฟฟ้า เช่น พื้นผิวแป้นพิมพ์สำหรับแป้นต่างๆ

③ ในระหว่างกระบวนการเชื่อมของ OSP จำเป็นต้องใช้ Flux ที่แรงกว่า มิฉะนั้นจะไม่สามารถขจัดฟิล์มป้องกันออกได้ ซึ่งจะนำไปสู่ข้อบกพร่องในการเชื่อม

④ ในระหว่างขั้นตอนการจัดเก็บ พื้นผิวของ OSP ไม่ควรสัมผัสกับสารที่เป็นกรด และอุณหภูมิไม่ควรสูงเกินไป มิฉะนั้น OSP จะระเหย

3. ทองแช่ (ENIG)

กลไกการป้องกันของ ENIG:

Ni/Au ชุบบนผิวทองแดงโดยวิธีเคมี ความหนาของชั้นชั้นในของ Ni โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 120 ถึง 240 μin (ประมาณ 3 ถึง 6 μm) และความหนาของชั้นชั้นนอกของ Au นั้นค่อนข้างบาง โดยทั่วไป 2 ถึง 4 μinch (0.05 ถึง 0.1 μm) Ni สร้างชั้นกั้นระหว่างบัดกรีและทองแดง ในระหว่างการบัดกรี Au ที่ด้านนอกจะหลอมละลายอย่างรวดเร็วในโลหะบัดกรี และตัวประสานและ Ni จะก่อตัวเป็นสารประกอบระหว่างโลหะ Ni/Sn การชุบทองด้านนอกเพื่อป้องกัน Ni ออกซิเดชันหรือทู่ระหว่างการเก็บรักษา ดังนั้นชั้นชุบทองควรมีความหนาแน่นเพียงพอและความหนาไม่ควรบางเกินไป

Immersion gold: ในขั้นตอนนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อฝากชั้นป้องกันทองคำที่บางและต่อเนื่อง ความหนาของทองคำหลักไม่ควรหนาเกินไป มิฉะนั้น ข้อต่อบัดกรีจะเปราะมาก ซึ่งจะส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของการเชื่อมอย่างจริงจัง เช่นเดียวกับการชุบนิกเกิล ทองแช่มีอุณหภูมิในการทำงานสูงและใช้งานได้นาน ระหว่างกระบวนการจุ่ม ปฏิกิริยาการกระจัดจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของนิกเกิล ทองคำจะเข้ามาแทนที่นิกเกิล แต่เมื่อการกระจัดถึงระดับหนึ่ง ปฏิกิริยาการกระจัดจะหยุดโดยอัตโนมัติ ทองมีความแข็งแรงสูง ทนต่อการเสียดสี ทนต่ออุณหภูมิสูง และไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะออกซิไดซ์ จึงสามารถป้องกันนิกเกิลจากการเกิดออกซิเดชันหรือทู่ผิวได้ และเหมาะสำหรับงานที่มีความแข็งแรงสูง

พื้นผิว PCB ที่รักษาโดย ENIG นั้นแบนมากและมีระนาบระนาบที่ดี ซึ่งเป็นพื้นผิวเดียวที่ใช้สำหรับพื้นผิวสัมผัสของปุ่ม ประการที่สอง ENIG มีความสามารถในการบัดกรีที่ยอดเยี่ยม ทองจะละลายอย่างรวดเร็วในโลหะบัดกรีที่หลอมเหลว ซึ่งจะทำให้ Ni สด

ข้อจำกัดของ ENIG:

กระบวนการของ ENIG นั้นซับซ้อนกว่า และหากคุณต้องการได้ผลลัพธ์ที่ดี คุณต้องควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการอย่างเคร่งครัด สิ่งที่ลำบากที่สุดคือพื้นผิว PCB ที่รักษาโดย ENIG นั้นมีแนวโน้มที่จะเป็นแผ่นสีดำระหว่าง ENIG หรือการบัดกรี ซึ่งจะส่งผลกระทบร้ายแรงต่อความน่าเชื่อถือของข้อต่อบัดกรี กลไกการสร้างดิสก์สีดำนั้นซับซ้อนมาก มันเกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานของ Ni และทองคำ และแสดงออกโดยตรงว่าเป็นการเกิดออกซิเดชันของ Ni มากเกินไป ทองมากเกินไปจะทำให้ข้อต่อบัดกรีเปราะและส่งผลต่อความน่าเชื่อถือ

กระบวนการปรับสภาพพื้นผิวแต่ละขั้นตอนมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง และขอบเขตการใช้งานก็แตกต่างกัน ตามการใช้งานของแผงต่างๆ ความต้องการการรักษาพื้นผิวที่แตกต่างกันเป็นสิ่งจำเป็น ภายใต้ข้อจำกัดของกระบวนการผลิต บางครั้งเราให้คำแนะนำแก่ลูกค้าตามลักษณะของบอร์ด เหตุผลหลักคือต้องมีการปรับสภาพพื้นผิวที่เหมาะสมตามการใช้งานผลิตภัณฑ์ของลูกค้าและความสามารถของกระบวนการของบริษัท ทางเลือก