เทคโนโลยีการเคลือบ PCB ไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับรูปลักษณ์ของแผงวงจรเท่านั้น แต่ยังเป็นปัจจัยหลักที่กำหนดประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานอีกด้วย ด้วยการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้มีขนาดเล็กลง ประสิทธิภาพสูง และความน่าเชื่อถือสูง
การชุบทองแดงด้วยสารเคมี: รากฐานสำคัญในการทำให้พื้นผิวโลหะเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าแบบไม่-
การชุบทองแดงด้วยสารเคมีหรือที่เรียกว่าการชุบทองแดงแบบไม่ใช้ไฟฟ้า เป็นกระบวนการสำคัญในการผลิตแผงวงจรพิมพ์เพื่อให้บรรลุถึง-การนำไฟฟ้าของรูและการทำให้พื้นผิวเป็นโลหะ หลักการนี้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยารีดักชันของตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันในตัวเร่งปฏิกิริยา- โดยที่ไอออนของทองแดงจะถูกรีดิวซ์เป็นทองแดงที่เป็นโลหะและสะสมอยู่บนพื้นผิวของซับสเตรตภายใต้การกระทำของตัวรีดิวซ์ที่จำเพาะ กระบวนการนี้ไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอก และสามารถสร้างชั้นทองแดงได้อย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิวที่ไม่-นำไฟฟ้า เช่น วัสดุซับสเตรตที่เป็นฉนวน สำหรับแผงวงจรพิมพ์ที่มีอัตราส่วนความลึกของรูต่อเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ข้อดีของการชุบทองแดงแบบไม่ใช้ไฟฟ้ามีความสำคัญอย่างยิ่ง สามารถมั่นใจได้ว่าทุกส่วนของผนังรูสามารถได้รับการเคลือบที่สม่ำเสมอ ทำให้มีชั้นล่างที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ดีสำหรับกระบวนการชุบทองแดงในภายหลัง และรับประกันการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ของวงจรบนแผงวงจรทั้งหมด ในการผลิตบอร์ดเชื่อมต่อระหว่างกันที่มีความหนาแน่นสูง- การชุบทองแดงแบบไม่ใช้ไฟฟ้าใช้สำหรับการประมวลผลรูตันเพื่อให้ได้การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างวงจรละเอียดและตรงตามข้อกำหนดในการบูรณาการที่สูงขึ้นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
การชุบนิกเกิลทองด้วยไฟฟ้า: สร้างการเชื่อมต่อไฟฟ้าคุณภาพสูง-และชั้นป้องกัน
กระบวนการชุบนิกเกิลทองด้วยไฟฟ้าถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ ขั้นแรก ชั้นของนิกเกิลจะถูกชุบด้วยไฟฟ้าบนตัวนำพื้นผิวของแผงวงจรพิมพ์ หน้าที่หลักของชั้นนิกเกิลคือการปิดกั้นการแพร่กระจายระหว่างทองและทองแดง ป้องกันการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพที่เกิดจากการแพร่กระจายของทองแดงทอง และเป็นสารตั้งต้นที่ดีเพื่อเพิ่มการยึดเกาะของสารเคลือบในภายหลัง จากนั้นชั้นทองจะถูกชุบด้วยไฟฟ้า ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของแผงวงจรได้อย่างมาก เนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้า ความสามารถในการบัดกรี และความต้านทานต่อออกซิเดชันที่ดีเยี่ยม ในวงจรความถี่สูง- ชั้นทองสามารถลดการสูญเสียสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพ และรับประกันการส่งสัญญาณคุณภาพสูง- สำหรับอินเทอร์เฟซของแผงวงจรพิมพ์ที่เสียบปลั๊กและถอดปลั๊กบ่อยครั้ง เช่น อินเทอร์เฟซ USB บนเมนบอร์ดคอมพิวเตอร์ อินเทอร์เฟซการชาร์จและข้อมูลบนโทรศัพท์มือถือ การชุบนิกเกิลสามารถต้านทานการสึกหรอในระหว่างกระบวนการเสียบปลั๊กและรักษาการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าให้มีเสถียรภาพ แผงวงจรพิมพ์ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น แผงวงจรในอุปกรณ์ควบคุมทางอุตสาหกรรมและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของยานยนต์ มีการเคลือบนิกเกิลทองที่ทนทานต่อการกัดกร่อน- ซึ่งสามารถต้านทานการบุกรุกของตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในสิ่งแวดล้อม ปกป้องการทำงานที่มั่นคงของแผงวงจร ตามสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน การชุบนิกเกิลด้วยไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็นการชุบทองแบบอ่อนและการชุบทองแบบแข็ง ทองคำอ่อน (ทองบริสุทธิ์ที่มีพื้นผิวสีเข้มกว่า) ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเชื่อมลวดทองในระหว่างการบรรจุชิป ในขณะที่ทองคำแข็ง (ที่มีองค์ประกอบ เช่น โคบอลต์ ซึ่งมีพื้นผิวที่สว่างและทนทานต่อการสึกหรอ- มักใช้สำหรับการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ข้อต่อที่ไม่บัดกรี เช่น บริเวณนิ้วทอง
การชุบนิกเกิลด้วยสารเคมี/ทองแช่: ให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่เสถียร-ในระยะยาว
กระบวนการชุบนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า/การแช่ทองสามารถสร้างชั้นโลหะผสมนิกเกิลทองที่มีความหนาและแข็งแรงทางไฟฟ้าบนพื้นผิวทองแดง ซึ่งให้การปกป้อง-ที่มีประสิทธิภาพในระยะยาวสำหรับแผงวงจรพิมพ์ แตกต่างจากกระบวนการอื่นๆ ที่ทำหน้าที่เป็นเพียงอุปสรรคในการป้องกันสนิม กระบวนการนี้สามารถรักษาประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดีตลอด-การใช้งานแผงวงจรพิมพ์ในระยะยาว หน้าที่สำคัญของการชุบนิเกิลคือการป้องกันการแพร่กระจายระหว่างทองและทองแดง หากไม่มีชั้นนิกเกิลกั้น ทองจะกระจายเป็นทองแดงในช่วงเวลาสั้นๆ ส่งผลร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของแผงวงจร ในเวลาเดียวกัน ชั้นนิกเกิลมีความแข็งแรงอยู่บ้าง แม้ว่าจะมีความหนาเพียง 5um แต่ก็สามารถควบคุมการขยายตัวของแผงวงจรในทิศทาง z- ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ และป้องกันการละลายของทองแดง ซึ่งมีประโยชน์มากสำหรับการบัดกรีแบบไร้สารตะกั่ว- ในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือสูงมาก เช่น ระบบอิเล็กทรอนิกส์ด้านการบินและอวกาศและเซิร์ฟเวอร์ปลายทาง{10}} กระบวนการชุบนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า/กระบวนการแช่ทองนั้นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม การไหลของกระบวนการค่อนข้างซับซ้อน ซึ่งเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน เช่น การดองและการทำความสะอาดด้วยกรด การกัดกรดขนาดเล็ก การแช่เบื้องต้น การกระตุ้น การชุบนิกเกิลด้วยสารเคมี การแช่ทองด้วยสารเคมี ฯลฯ จำเป็นต้องดำเนินการในถังเคมีหกถัง โดยใช้สารเคมีเกือบร้อยชนิด และข้อกำหนดในการควบคุมกระบวนการเข้มงวดอย่างยิ่ง
Sinking Silver: การผสมผสานประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและความได้เปรียบทางเทคโนโลยี
กระบวนการตกสะสมของเงินอยู่ระหว่างการเคลือบอินทรีย์กับนิกเกิล/ทองแช่แบบไม่ใช้ไฟฟ้า และมีข้อดีเฉพาะตัว กระบวนการนี้ค่อนข้างง่ายและรวดเร็ว โดยสร้างชั้นเคลือบเงินบริสุทธิ์ระดับเกือบไมครอนบนพื้นผิวแผงวงจรพิมพ์ผ่านปฏิกิริยาการแทนที่ ชั้นเงินสามารถให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดีและความสามารถในการบัดกรีสำหรับแผงวงจรพิมพ์ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน เช่น ความร้อน ความชื้น และมลภาวะ แต่พื้นผิวจะสูญเสียความมันวาวเมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจากไม่มีชั้นนิกเกิลอยู่ใต้ชั้นเงิน ความแข็งแรงทางกายภาพของเงินที่สะสมจึงด้อยกว่าเล็กน้อยจากการชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า/กระบวนการแช่ทอง ในระหว่างกระบวนการสะสมเงินบางส่วน สารประกอบอินทรีย์บางชนิดจะถูกเติมเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของเงินเป็นหลักและขจัดปัญหาการอพยพของเงิน แม้ว่าปริมาณสารประกอบอินทรีย์ในชั้นนี้จะต่ำมาก ซึ่งโดยปกติจะน้อยกว่า 1% โดยน้ำหนัก แต่ก็มีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงความเสถียรและความน่าเชื่อถือของชั้นการสะสมของเงิน ในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคบางประเภทที่มีความอ่อนไหวต่อต้นทุนและมีข้อกำหนดบางประการสำหรับประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความสามารถในการบัดกรี กระบวนการสะสมเงินมีความคุ้มค่าสูง-
การสะสมของดีบุก: การแก้ปัญหาแบบเดิมๆ
กระบวนการสะสมดีบุกมีศักยภาพในการพัฒนาในการผลิตแผงวงจรพิมพ์เนื่องจากชั้นดีบุกสามารถเข้ากันได้ดีกับวัสดุบัดกรีที่ทำจากดีบุกต่างๆ กระบวนการตกสะสมของดีบุกในช่วงแรกมีปัญหาเกี่ยวกับหนวดดีบุกที่ร้ายแรง และในระหว่างกระบวนการเชื่อม หนวดดีบุกและการเคลื่อนตัวของดีบุกอาจทำให้เกิดอันตรายต่อความน่าเชื่อถือ ซึ่งจำกัดการใช้งานอย่างมาก แต่ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ด้วยการเติมสารเติมแต่งอินทรีย์ลงในสารละลายการสะสมของดีบุก โครงสร้างของชั้นดีบุกจึงถูกเปลี่ยนเป็นอนุภาค ซึ่งเอาชนะปัญหาหนวดเคราของดีบุกได้สำเร็จ ขณะเดียวกันก็มีเสถียรภาพทางความร้อนและความสามารถในการเชื่อมที่ดีอีกด้วย กระบวนการสะสมดีบุกสามารถก่อตัวเป็นสารประกอบระหว่างโลหะระหว่างดีบุกทองแดงแบน ซึ่งช่วยให้มีความสามารถในการเชื่อมเทียบเท่ากับการปรับระดับอากาศร้อน โดยไม่มีปัญหาเรื่องความเรียบที่เป็นปัญหาในการปรับระดับอากาศร้อน และไม่มีปัญหาการแพร่กระจายของโลหะในการชุบนิกเกิลด้วยสารเคมี/ทองแช่ อย่างไรก็ตาม ไม่ควรเก็บแผ่นดีบุกไว้เป็นเวลานาน ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์บางชนิดที่ต้องการความสามารถในการบัดกรีสูงและมีเวลาจำกัดในการจัดเก็บเล็กน้อย เช่น การผลิตแผงวงจรทดสอบสำหรับการใช้งานระยะสั้น- กระบวนการสะสมดีบุกได้ถูกนำมาใช้
สารเคลือบออร์แกนิก: ตัวเลือกการปกป้องที่ประหยัดและใช้งานได้จริง
การเคลือบออร์แกนิกหรือที่เรียกว่าหน้ากากประสานออร์แกนิกเป็นชั้นของฟิล์มออร์แกนิกที่ปลูกบนพื้นผิวทองแดงเปลือยที่สะอาดโดยวิธีทางเคมี ฟิล์มชั้นนี้สามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชัน การเปลี่ยนแปลงความร้อน ความชื้น และปกป้องพื้นผิวทองแดงจากการเกิดสนิม (ออกซิเดชั่นหรือวัลคาไนซ์ ฯลฯ) ในสภาพแวดล้อมปกติได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในระหว่างการเชื่อมครั้งต่อไปที่อุณหภูมิสูง ฟลักซ์สามารถขจัดออกได้อย่างรวดเร็ว ช่วยให้พื้นผิวทองแดงที่สะอาดสามารถเชื่อมต่อกับสารบัดกรีหลอมเหลวเพื่อสร้างข้อต่อบัดกรีได้อย่างรวดเร็ว เทคโนโลยี OSP นั้นเรียบง่าย คุ้มค่า- และใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม โมเลกุล OSP ในยุคแรกๆ ส่วนใหญ่เป็นสารอย่างอิมิดาโซลและเบนโซไตรอาโซลที่ทำหน้าที่เป็นสารยับยั้งการเกิดสนิม ในขณะที่โมเลกุลล่าสุดส่วนใหญ่เป็นเบนซิมิดาโซล เพื่อให้บรรลุการบัดกรีแบบรีโฟลว์หลายครั้ง จำเป็นต้องสร้างชั้นเคลือบอินทรีย์หลายชั้นบนพื้นผิวทองแดง ซึ่งต้องเติมของเหลวทองแดงในอ่างเคมี ในระหว่างกระบวนการเคลือบ ชั้นแรกจะดูดซับทองแดง และโมเลกุลเคลือบอินทรีย์ที่ตามมาจะรวมกับทองแดงตามลำดับ ท้ายที่สุดจะเกิดเป็นชั้นเคลือบอินทรีย์สูงถึงยี่สิบหรือหลายร้อยชั้น การไหลของกระบวนการประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ เช่น การล้างไขมัน การกัดกรดขนาดเล็ก การล้างด้วยกรด การทำความสะอาดด้วยน้ำบริสุทธิ์ การเคลือบแบบอินทรีย์ และการทำความสะอาด และการควบคุมกระบวนการนั้นค่อนข้างง่ายเมื่อเทียบกับกระบวนการบำบัดพื้นผิวอื่นๆ อย่างไรก็ตาม OSP ยังมีข้อจำกัดบางประการ เช่น ฟิล์มป้องกันที่บางมากที่เกิดขึ้นซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยขีดข่วนหรือรอยถลอก และหลังจากการเชื่อมที่อุณหภูมิสูง-หลายครั้ง ฟิล์ม OSP บนแผ่นเชื่อมต่อที่ไม่ได้เชื่อมอาจเปลี่ยนสีหรือแตกร้าว ซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการเชื่อมและความน่าเชื่อถือ