Hoàn thiện bề mặt PCB
| Hoàn thiện bề mặt | Giá trị điển hình | Nhà cung cấp |
| Đội cứu hỏa tình nguyện | 0,3~0,55µm, 0,25~0,35µm | Enthone |
| Hóa chất Shikoku | ||
| ĐỒNG Ý | Hoặc: 0,03~0,12um, Ni: 2,5~5um | Công nghệ ATO/Chuang Zhi |
| ENIG được chọn lọc | Hoặc: 0,03~0,12um, Ni: 2,5~5um | Công nghệ ATO/Chuang Zhi |
| ENEPIC | Au: 0,05~0,125µm, Pd: 0,05~0,3µm | Trang Trí |
| Trong: 3~10um | ||
| Vàng cứng | Âu: 0,127~1,5um, Ni: tối thiểu 2,5um | Người trả tiền/EEJA |
| Vàng mềm | Âu: 0,127~0,5um, Ni: tối thiểu 2,5um | CÁ |
| Thiếc nhúng | Tối thiểu: 1um | Enthone / ATO tech |
| Bạc nhúng | 0,127~0,45um | Macdermid |
| Không chứa chì HASL | 1~25um | Nihon Superior |
Do đồng tồn tại dưới dạng oxit trong không khí, nó ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng hàn và hiệu suất điện của PCB. Vì vậy, việc xử lý bề mặt PCB là rất cần thiết. Nếu bề mặt PCB không được xử lý, dễ gây ra các vấn đề về hàn ảo, và trong trường hợp nghiêm trọng, các điểm hàn và linh kiện không thể hàn được. Xử lý bề mặt PCB đề cập đến quá trình tạo ra một lớp bề mặt nhân tạo trên PCB. Mục đích của việc xử lý bề mặt PCB là để đảm bảo PCB có khả năng hàn tốt hoặc hiệu suất điện tốt. Có nhiều loại xử lý bề mặt cho PCB.
San phẳng mối hàn bằng khí nóng (HASL)
Đây là quy trình phủ thiếc chì nóng chảy lên bề mặt mạch in (PCB), làm phẳng (thổi) bằng khí nén nóng và tạo thành một lớp phủ vừa có khả năng chống oxy hóa đồng vừa có khả năng hàn tốt. Trong quá trình này, cần phải nắm vững các thông số quan trọng sau: nhiệt độ hàn, nhiệt độ dao thổi khí nóng, áp suất dao thổi khí nóng, thời gian nhúng, tốc độ nâng, v.v.
Ưu điểm của HASL
1. Thời gian bảo quản lâu hơn.
2. Khả năng thấm ướt tốt của miếng đệm và độ phủ đồng cao.
3. Loại không chứa chì (tuân thủ RoHS) được sử dụng rộng rãi.
4. Công nghệ đã hoàn thiện, chi phí thấp.
5. Rất thích hợp cho việc kiểm tra trực quan và thử nghiệm điện.
Điểm yếu của HASL
1. Không thích hợp cho việc hàn dây.
2. Do hiện tượng đọng màng chất lỏng tự nhiên trong mối hàn nóng chảy, độ phẳng của mối hàn không tốt.
3. Không áp dụng cho công tắc cảm ứng điện dung.
4. Đối với các tấm mạch đặc biệt mỏng, HASL có thể không phù hợp. Nhiệt độ cao của dung dịch có thể làm cong vênh bo mạch.
2. Đội cứu hỏa tình nguyện
OSP là viết tắt của Organic Solderability Preservative (chất bảo quản khả năng hàn hữu cơ), hay còn gọi là per solder (chất bảo quản cho mối hàn). Nói ngắn gọn, OSP là chất được phun lên bề mặt các miếng đệm hàn bằng đồng để tạo ra một lớp màng bảo vệ làm từ các hóa chất hữu cơ. Lớp màng này phải có các đặc tính như khả năng chống oxy hóa, chịu sốc nhiệt và chống ẩm để bảo vệ bề mặt đồng khỏi bị gỉ (oxy hóa hoặc lưu hóa, v.v.) trong môi trường bình thường. Tuy nhiên, trong quá trình hàn ở nhiệt độ cao sau đó, lớp màng bảo vệ này phải dễ dàng được loại bỏ nhanh chóng bởi chất trợ hàn, để bề mặt đồng sạch lộ ra có thể ngay lập tức liên kết với chất hàn nóng chảy để tạo thành mối hàn chắc chắn trong thời gian rất ngắn. Nói cách khác, vai trò của OSP là hoạt động như một lớp chắn giữa đồng và không khí.
Ưu điểm của OSP
1. Đơn giản và giá cả phải chăng; Bề mặt chỉ được phủ lớp sơn phun.
2. Bề mặt của điểm hàn rất nhẵn, độ phẳng tương đương với ENIG.
3. Không chứa chì (tuân thủ tiêu chuẩn RoHS) và thân thiện với môi trường.
4. Có thể chỉnh sửa lại.
Điểm yếu của OSP
1. Khả năng thấm ướt kém.
2. Do tính chất trong suốt và mỏng của màng phim nên việc đánh giá chất lượng bằng mắt thường và tiến hành kiểm tra trực tuyến gặp nhiều khó khăn.
3. Tuổi thọ ngắn, yêu cầu cao về bảo quản và vận chuyển.
4. Khả năng bảo vệ kém đối với các lỗ mạ xuyên.
Bạc nhúng
Bạc có tính chất hóa học ổn định. PCB được xử lý bằng công nghệ mạ bạc nhúng vẫn có thể cung cấp hiệu suất điện tốt ngay cả khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, môi trường ẩm ướt và ô nhiễm, cũng như duy trì khả năng hàn tốt ngay cả khi nó có thể bị mất độ bóng. Mạ bạc nhúng là một phản ứng thế, trong đó một lớp bạc nguyên chất được lắng đọng trực tiếp trên đồng. Đôi khi, mạ bạc nhúng được kết hợp với lớp phủ OSP để ngăn bạc phản ứng với các sunfua trong môi trường.
Ưu điểm của phương pháp mạ bạc nhúng
1. Khả năng hàn cao.
2. Bề mặt có độ phẳng tốt.
3. Chi phí thấp và không chứa chì (tuân thủ tiêu chuẩn RoHS).
4. Áp dụng cho việc hàn dây nhôm.
Điểm yếu của phương pháp mạ bạc nhúng
1. Yêu cầu lưu trữ cao và dễ bị ô nhiễm.
2. Thời gian lắp ráp ngắn sau khi lấy ra khỏi bao bì.
3. Khó thực hiện kiểm tra điện.
Thiếc nhúng
Vì tất cả các loại thiếc hàn đều có gốc thiếc, nên lớp thiếc có thể phù hợp với bất kỳ loại thiếc hàn nào. Sau khi thêm các chất phụ gia hữu cơ vào dung dịch nhúng thiếc, cấu trúc lớp thiếc sẽ có dạng hạt, khắc phục được các vấn đề do sợi thiếc và sự di chuyển của thiếc gây ra, đồng thời vẫn đảm bảo độ ổn định nhiệt và khả năng hàn tốt.
Quy trình mạ thiếc nhúng có thể tạo ra các hợp chất liên kim loại đồng thiếc dạng phẳng, giúp thiếc nhúng có khả năng hàn tốt mà không gặp vấn đề về độ phẳng hoặc sự khuếch tán hợp chất liên kim loại.
Ưu điểm của phương pháp mạ thiếc nhúng
1. Áp dụng cho dây chuyền sản xuất nằm ngang.
2. Thích hợp cho gia công dây dẫn mảnh và hàn không chì, đặc biệt thích hợp cho quy trình ép đầu dây.
3. Độ phẳng rất tốt, phù hợp với công nghệ SMT.
Điểm yếu của thiếc nhúng
1. Yêu cầu lưu trữ cao, có thể khiến dấu vân tay bị đổi màu.
2. Sợi thiếc có thể gây đoản mạch và các vấn đề về mối hàn, do đó làm giảm thời hạn sử dụng.
3. Khó thực hiện kiểm tra điện.
4. Quá trình này liên quan đến các chất gây ung thư.
ĐỒNG Ý
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) là một lớp phủ hoàn thiện bề mặt được sử dụng rộng rãi, bao gồm 2 lớp kim loại, trong đó niken được lắng đọng trực tiếp trên đồng và sau đó các nguyên tử vàng được mạ lên đồng thông qua các phản ứng thế. Độ dày của lớp niken bên trong thường là 3-6 µm, và độ dày lớp vàng bên ngoài thường là 0,05-0,1 µm. Niken tạo thành một lớp chắn giữa chất hàn và đồng. Chức năng của vàng là ngăn ngừa quá trình oxy hóa niken trong quá trình bảo quản, do đó kéo dài thời hạn sử dụng, nhưng quy trình mạ vàng nhúng cũng có thể tạo ra độ phẳng bề mặt tuyệt vời.
Quy trình xử lý ENIG như sau: làm sạch --> khắc --> chất xúc tác mạ niken hóa học lắng đọng vàng làm sạch cặn
Ưu điểm của ENIG
1. Thích hợp cho hàn không chì (tuân thủ RoHS).
2. Bề mặt cực kỳ nhẵn mịn.
3. Thời hạn sử dụng lâu dài và bề mặt bền chắc.
4. Thích hợp cho việc hàn dây nhôm.
Điểm yếu của ENIG
1. Đắt tiền vì sử dụng vàng.
2. Quy trình phức tạp, khó kiểm soát.
3. Dễ gây ra hiện tượng mực đen.
Niken/Vàng điện phân (vàng cứng/vàng mềm)
Mạ niken vàng điện phân được chia thành “vàng cứng” và “vàng mềm”. Vàng cứng có độ tinh khiết thấp và thường được sử dụng trong các chân vàng (đầu nối cạnh PCB), các điểm tiếp xúc PCB hoặc các khu vực chịu mài mòn khác. Độ dày của lớp vàng có thể thay đổi tùy theo yêu cầu. Vàng mềm có độ tinh khiết cao hơn và thường được sử dụng trong hàn dây dẫn.
Ưu điểm của lớp mạ niken/vàng điện phân
1. Thời hạn sử dụng lâu hơn.
2. Thích hợp cho công tắc tiếp điểm và hàn dây.
3. Vàng cứng thích hợp cho việc kiểm tra điện.
4. Không chứa chì (tuân thủ tiêu chuẩn RoHS)
Điểm yếu của lớp mạ niken/vàng điện phân
1. Loại vật liệu hoàn thiện bề mặt đắt tiền nhất.
2. Mạ điện các ngón tay bằng vàng cần thêm dây dẫn điện.
3. Vàng có khả năng hàn kém. Do độ dày của vàng, các lớp dày hơn sẽ khó hàn hơn.
ENEPIC
Mạ niken không điện phân, mạ palladium không điện phân và mạ vàng nhúng (ENEPIG) đang ngày càng được sử dụng rộng rãi cho lớp phủ bề mặt PCB. So với ENIG, ENPIG bổ sung thêm một lớp palladium giữa niken và vàng để bảo vệ lớp niken khỏi bị ăn mòn và ngăn ngừa sự hình thành các vết đen dễ xảy ra trong quy trình mạ bề mặt ENIG. Độ dày lớp niken khoảng 3-6µm, độ dày lớp palladium khoảng 0,1-0,5µm và độ dày lớp vàng khoảng 0,02-0,1µm. Mặc dù độ dày lớp vàng nhỏ hơn so với ENPIG, nhưng ENPIG lại đắt hơn. Tuy nhiên, sự giảm giá gần đây của palladium đã làm cho giá của ENPIG trở nên phải chăng hơn.
Ưu điểm của ENEPIG
1. Có đầy đủ ưu điểm của ENIG, không có hiện tượng đốm đen.
2. Thích hợp hơn cho việc hàn dây so với ENIG.
3. Không có nguy cơ bị ăn mòn.
4. Thời gian bảo quản lâu, không chứa chì (tuân thủ RoHS)
Điểm yếu của ENEPIG
1. Quy trình phức tạp, khó kiểm soát.
2. Chi phí cao.
3. Đây là một phương pháp tương đối mới và chưa hoàn thiện.