พื้นผิว PCB เสร็จสิ้น
| ผิวสำเร็จ | ค่าทั่วไป | ผู้จัดหา |
| กองดับเพลิงอาสาสมัคร | 0.3~0.55ไมโครเมตร, 0.25~0.35ไมโครเมตร | เอนโทน |
| ชิโกกุเคมีคอล | ||
| เห็นด้วย | หรือ: 0.03~0.12um, Ni: 2.5~5um | เอทีโอเทค/จวงจือ |
| ENIG แบบเลือกได้ | หรือ: 0.03~0.12um, Ni: 2.5~5um | เอทีโอเทค/จวงจือ |
| เอเนปิก | ออสเตรเลีย: 0.05~0.125um, Pd: 0.05~0.3um, | จวงจือ |
| ใน: 3~10um | ||
| ทองคำแข็ง | ออสเตรเลีย : 0.127~1.5um , Ni : ต่ำสุด 2.5um | ผู้ชำระเงิน/EEJA |
| ทองคำอ่อน | ออสเตรเลีย : 0.127~0.5um, Ni : ต่ำสุด 2.5um | ปลา |
| ดีบุกแช่ | ขั้นต่ำ: 1um | เอ็นโทน/เอทีโอเทค |
| การแช่เงิน | 0.127~0.45ไมโครเมตร | แมคเดอร์มิด |
| HASL ปราศจากสารตะกั่ว | 1~25ไมโครเมตร | นิฮอน ซูพีเรีย |
เนื่องจากทองแดงมีอยู่ในรูปของออกไซด์ในอากาศ จึงส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อความสามารถในการบัดกรีและประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของ PCB ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำการขัดผิว PCB หากพื้นผิวของ PCB ไม่ได้รับการขัดผิว ก็อาจทำให้เกิดปัญหาในการบัดกรีได้ และในกรณีที่ร้ายแรง ก็ไม่สามารถบัดกรีแผ่นบัดกรีและส่วนประกอบต่างๆ ได้ การขัดผิว PCB หมายถึงกระบวนการสร้างชั้นผิวบน PCB ขึ้นมาโดยเทียม วัตถุประสงค์ของการขัดผิว PCB คือเพื่อให้แน่ใจว่า PCB มีคุณสมบัติในการบัดกรีหรือประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดี การขัดผิว PCB มีหลายประเภท
การปรับระดับการบัดกรีด้วยลมร้อน (HASL)
เป็นกระบวนการที่ใช้ตะกั่วบัดกรีหลอมเหลวทาลงบนพื้นผิวของ PCB แล้วใช้ลมอัดที่ให้ความร้อนเป่าให้แบนราบลง และสร้างชั้นเคลือบที่ทั้งทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันของทองแดงและบัดกรีได้ดี ในระหว่างกระบวนการนี้ จำเป็นต้องควบคุมพารามิเตอร์ที่สำคัญต่อไปนี้: อุณหภูมิในการบัดกรี อุณหภูมิของมีดลมร้อน แรงดันของมีดลมร้อน เวลาในการแช่ ความเร็วในการยก ฯลฯ
ข้อดีของ HASL
1. ระยะเวลาการเก็บรักษายาวนานขึ้น
2. แผ่นซับน้ำดีและเคลือบทองแดง
3. ชนิดไร้สารตะกั่วที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย (เป็นไปตาม RoHS)
4. เทคโนโลยีที่สมบูรณ์แบบ ต้นทุนต่ำ
5. เหมาะสำหรับการตรวจสอบด้วยสายตาและการทดสอบทางไฟฟ้า
จุดอ่อนของ HASL
1. ไม่เหมาะกับการติดลวด
2. เนื่องจากแกนโค้งงอตามธรรมชาติของตะกั่วบัดกรีที่หลอมละลาย ทำให้มีความเรียบไม่ดี
3. ไม่สามารถใช้ได้กับสวิตช์สัมผัสแบบ capacitive
4. สำหรับแผงที่บางเป็นพิเศษ HASL อาจไม่เหมาะสม อุณหภูมิที่สูงของอ่างอาจทำให้แผงวงจรบิดเบี้ยวได้
2. กองดับเพลิงอาสาสมัคร
OSP เป็นตัวย่อของสารกันเสียที่ทำให้เกิดการบัดกรีแบบอินทรีย์ หรือเรียกอีกอย่างว่า per solder โดยสรุป OSP คือสารที่ต้องฉีดพ่นบนพื้นผิวของแผ่นบัดกรีทองแดงเพื่อให้เกิดฟิล์มป้องกันที่ทำจากสารเคมีอินทรีย์ ฟิล์มนี้จะต้องมีคุณสมบัติ เช่น ทนต่อการเกิดออกซิเดชัน ทนต่อการกระแทกจากความร้อน และทนต่อความชื้น เพื่อปกป้องพื้นผิวทองแดงจากการเกิดสนิม (ออกซิเดชันหรือการวัลคาไนเซชัน เป็นต้น) ในสภาพแวดล้อมปกติ อย่างไรก็ตาม ในการบัดกรีที่อุณหภูมิสูงในภายหลัง ฟิล์มป้องกันนี้จะต้องถูกขจัดออกได้อย่างง่ายดายด้วยฟลักซ์อย่างรวดเร็ว เพื่อให้พื้นผิวทองแดงที่สะอาดและสัมผัสได้สามารถเชื่อมติดกับตะกั่วที่หลอมละลายได้ทันทีเพื่อสร้างจุดบัดกรีที่แข็งแรงในเวลาอันสั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง บทบาทของ OSP คือการทำหน้าที่เป็นกำแพงกั้นระหว่างทองแดงกับอากาศ
ข้อดีของ OSP
1. เรียบง่ายและราคาไม่แพง พื้นผิวที่เคลือบเป็นเพียงการสเปรย์เคลือบเท่านั้น
2. พื้นผิวแผ่นบัดกรีมีความเรียบมาก โดยมีความเรียบเทียบได้กับ ENIG
3. ปราศจากสารตะกั่ว (เป็นไปตามมาตรฐาน RoHS) และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
4. สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
จุดอ่อนของ OSP
1. มีคุณสมบัติเปียกชื้นไม่ดี
2. ลักษณะฟิล์มใสและบางทำให้ยากต่อการวัดคุณภาพผ่านการตรวจสอบด้วยสายตาและการทดสอบออนไลน์
3. อายุการใช้งานสั้น ความต้องการการจัดเก็บและการจัดการสูง
4. การป้องกันรูชุบไม่ดี
การแช่เงิน
เงินมีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียร แผงวงจรพิมพ์ที่ผ่านกระบวนการจุ่มเงินสามารถให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดีได้แม้จะสัมผัสกับอุณหภูมิสูง สภาพแวดล้อมที่มีความชื้น และมลพิษ รวมถึงยังคงความสามารถในการบัดกรีที่ดีได้แม้ว่าจะสูญเสียความเงางามไปก็ตาม การจุ่มเงินเป็นปฏิกิริยาการแทนที่โดยที่ชั้นของเงินบริสุทธิ์จะถูกเคลือบลงบนทองแดงโดยตรง บางครั้ง เงินที่จุ่มจะถูกผสมกับสารเคลือบ OSP เพื่อป้องกันไม่ให้เงินทำปฏิกิริยากับซัลไฟด์ในสิ่งแวดล้อม
ข้อดีของการแช่เงิน
1. ความสามารถในการบัดกรีสูง
2. ความเรียบพื้นผิวดี
3. ต้นทุนต่ำและปราศจากตะกั่ว (สอดคล้องกับมาตรฐาน RoHS)
4. เหมาะสำหรับการยึดด้วยลวดอลูมิเนียม
จุดอ่อนของการแช่เงิน
1. ความต้องการการจัดเก็บสูงและง่ายต่อการปนเปื้อน
2. ระยะเวลาในการประกอบสั้นหลังจากนำออกจากบรรจุภัณฑ์
3. การตรวจสอบระบบไฟฟ้าทำได้ยาก
ดีบุกแช่
เนื่องจากตะกั่วบัดกรีทั้งหมดมีส่วนประกอบหลักเป็นดีบุก จึงสามารถใช้ชั้นดีบุกกับตะกั่วบัดกรีได้ทุกประเภท หลังจากเติมสารเติมแต่งอินทรีย์ลงในสารละลายแช่ดีบุกแล้ว โครงสร้างชั้นดีบุกจะมีโครงสร้างเป็นเม็ดเล็ก ๆ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาที่เกิดจากเศษดีบุกและการเคลื่อนตัวของดีบุกได้ ขณะเดียวกันก็มีเสถียรภาพทางความร้อนและความสามารถในการบัดกรีที่ดีอีกด้วย
กระบวนการจุ่มดีบุกนั้นสามารถสร้างสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกทองแดงแบบแบนได้ เพื่อให้ดีบุกจุ่มมีคุณสมบัติในการบัดกรีที่ดีได้โดยไม่ทำให้สารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกมีความแบนราบหรือมีปัญหาเรื่องการแพร่กระจายของสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิก
ข้อดีของการแช่ดีบุก
1. ใช้ได้กับสายการผลิตแนวนอน
2. ใช้ได้กับการประมวลผลลวดละเอียดและการบัดกรีแบบไร้สารตะกั่ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งใช้กับกระบวนการจีบ
3. ความเรียบดีมาก สามารถนำไปใช้กับ SMT ได้
จุดอ่อนของการแช่ดีบุก
1. ความต้องการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลสูงอาจทำให้ลายนิ้วมือเปลี่ยนสี
2. เศษดีบุกอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรและปัญหารอยบัดกรี ส่งผลให้อายุการใช้งานสั้นลง
3. การตรวจสอบระบบไฟฟ้าทำได้ยาก
4. กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับสารก่อมะเร็ง
เห็นด้วย
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) เป็นสารเคลือบผิวที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ประกอบด้วยชั้นโลหะ 2 ชั้น โดยนิกเกิลจะถูกเคลือบบนทองแดงโดยตรง จากนั้นอะตอมของทองคำจะถูกชุบลงบนทองแดงผ่านปฏิกิริยาการแทนที่ ความหนาของชั้นในของนิกเกิลโดยทั่วไปอยู่ที่ 3-6 ไมโครเมตร และความหนาของการเคลือบของชั้นนอกของทองคำโดยทั่วไปอยู่ที่ 0.05-0.1 ไมโครเมตร นิกเกิลจะสร้างชั้นกั้นระหว่างตะกั่วบัดกรีและทองแดง หน้าที่ของทองคำคือป้องกันการเกิดออกซิเดชันของนิกเกิลระหว่างการจัดเก็บ จึงยืดอายุการเก็บรักษาได้ แต่กระบวนการจุ่มทองยังสามารถทำให้พื้นผิวเรียบได้อย่างยอดเยี่ยมอีกด้วย
ขั้นตอนการประมวลผลของ ENIG คือ: การทำความสะอาด -> การกัด -> ตัวเร่งปฏิกิริยา -> การชุบนิกเกิลทางเคมี -> การสะสมทอง -> การทำความสะอาดสิ่งตกค้าง
ข้อดีของ ENIG
1. เหมาะสำหรับการบัดกรีแบบปลอดสารตะกั่ว (เป็นไปตาม RoHS)
2. ความเรียบลื่นของพื้นผิวดีเยี่ยม
3. อายุการใช้งานยาวนานและพื้นผิวทนทาน
4. เหมาะสำหรับการยึดลวดอลูมิเนียม
จุดอ่อนของ ENIG
1. แพงเพราะใช้ทอง
2. กระบวนการมีความซับซ้อน ยากต่อการควบคุม
3. สร้างปรากฏการณ์แผ่นดำได้ง่าย
นิกเกิลอิเล็กโทรไลต์/ทอง (ทองแข็ง/ทองอ่อน)
ทองคำนิกเกิลอิเล็กโทรไลต์แบ่งออกเป็น "ทองคำแข็ง" และ "ทองคำอ่อน" ทองคำแข็งมีความบริสุทธิ์ต่ำและมักใช้ในนิ้วทอง (ขั้วต่อขอบ PCB) หน้าสัมผัส PCB หรือบริเวณที่ทนทานต่อการสึกหรออื่นๆ ความหนาของทองคำอาจแตกต่างกันไปตามความต้องการ ทองคำอ่อนมีความบริสุทธิ์สูงกว่าและมักใช้ในการยึดลวด
ข้อดีของอิเล็กโทรไลต์นิกเกิล/ทอง
1. อายุการใช้งานยาวนานขึ้น
2. เหมาะสำหรับสวิตช์สัมผัสและการยึดลวด
3. ทองคำแข็งเหมาะสำหรับการทดสอบทางไฟฟ้า
4. ปราศจากสารตะกั่ว (เป็นไปตามมาตรฐาน RoHS)
จุดอ่อนของอิเล็กโทรไลต์นิกเกิล/ทอง
1. พื้นผิวเคลือบที่มีราคาแพงที่สุด
2. การชุบทองด้วยไฟฟ้าต้องใช้สายนำไฟฟ้าเพิ่มเติม
3. หากทองมีความหนามาก การบัดกรีชั้นที่หนากว่าก็จะยากขึ้น
เอเนปิก
นิกเกิลไร้ไฟฟ้าหรือ ENEPIG ถูกนำมาใช้เพิ่มมากขึ้นสำหรับการตกแต่งพื้นผิว PCB เมื่อเปรียบเทียบกับ ENIG แล้ว ENEPIG จะเพิ่มชั้นแพลเลเดียมพิเศษระหว่างนิกเกิลและทองคำเพื่อปกป้องชั้นนิกเกิลจากการกัดกร่อนและป้องกันไม่ให้เกิดแผ่นสีดำซึ่งก่อตัวได้ง่ายในกระบวนการตกแต่งพื้นผิว ENIG ความหนาของนิกเกิลในการสะสมอยู่ที่ประมาณ 3-6 ไมโครเมตร ความหนาของแพลเลเดียมอยู่ที่ประมาณ 0.1-0.5 ไมโครเมตร และความหนาของทองคำอยู่ที่ 0.02-0.1 ไมโครเมตร แม้ว่าความหนาของทองคำจะน้อยกว่า ENIG แต่ ENEPIG ก็มีราคาแพงกว่า อย่างไรก็ตาม ต้นทุนแพลเลเดียมที่ลดลงเมื่อเร็วๆ นี้ทำให้ราคาของ ENEPIG ถูกลง
ข้อดีของ ENEPIG
1. มีข้อดีทั้งหมดของ ENIG ไม่มีปรากฎการณ์แผ่นดำ
2. เหมาะสำหรับการยึดลวดมากกว่า ENIG
3. ไม่มีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อน
4. ระยะเวลาการเก็บรักษานาน ปราศจากสารตะกั่ว (เป็นไปตามมาตรฐาน RoHS)
จุดอ่อนของ ENEPIG
1. กระบวนการมีความซับซ้อน ยากต่อการควบคุม
2. ต้นทุนสูง
3. เป็นวิธีการที่ค่อนข้างใหม่และยังไม่สมบูรณ์