นิ้วทอง pcbมีภารกิจหลักในการส่งสัญญาณและการเชื่อมต่อ และประสิทธิภาพส่งผลโดยตรงต่อความเสถียรและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ ดังนั้นการเลือกกระบวนการที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการผลิตนิ้วทอง
1 เทคโนโลยีนิ้วทอง pcb ทั่วไป
(1) กระบวนการชุบนิกเกิลทองด้วยไฟฟ้า
หลักการกระบวนการ: โดยใช้หลักการไฟฟ้าเคมี วาง PCB ไว้เป็นแคโทดในสารละลายการชุบด้วยไฟฟ้าที่มีเกลือนิกเกิลและทองคำ ภายใต้การกระทำของกระแสตรง ไอออนของนิกเกิลจะลดและสะสมในบริเวณนิ้วทองบนพื้นผิว PCB ก่อน เกิดเป็นชั้นนิกเกิล ชั้นนิกเกิลไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มแรงยึดเหนี่ยวระหว่างชั้นทองและซับสเตรตทองแดงเท่านั้น แต่ยังให้การสนับสนุนอย่างแข็งแกร่งสำหรับชั้นทองถัดไปเนื่องจากมีความแข็งสูง ต่อมา ไอออนของทองคำจะยังคงลดและสะสมอยู่บนพื้นผิวของชั้นนิกเกิล ส่งผลให้เกิดการเคลือบพื้นผิวแบบนิ้วทองคำด้วยประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในที่สุด
ข้อดีของกระบวนการ: นิ้วทองมักใช้ในการเชื่อมต่อชิ้นส่วนที่ต้องมีการสอดและดึงออกบ่อยครั้ง การเคลือบที่เกิดขึ้นจากเทคโนโลยีการชุบด้วยไฟฟ้านิกเกิลโกลด์มีความต้านทานการสึกหรอดีเยี่ยมและสามารถทนต่อแรงเสียดทานทางกลในระยะยาว-ได้ การเคลือบผิวของนิ้วทองนั้นไม่เสียหายง่ายในระหว่างกระบวนการแทรกและดึงออกหลายครั้ง ดังนั้นจึงรักษาการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่มั่นคง ในเวลาเดียวกัน ทองคำมีสารต้านอนุมูลอิสระและความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งมาก ซึ่งสามารถต้านทานการกัดกร่อนของออกซิเดชันในสิ่งแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียร-ในระยะยาวของการนำไฟฟ้าของโกลด์ฟิงเกอร์ และยืดอายุการใช้งานของแผงวงจรพิมพ์ได้อย่างมาก
สถานการณ์การใช้งาน: เนื่องจากความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน และการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เทคโนโลยีการชุบด้วยไฟฟ้านิกเกิลทองจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านที่ต้องการความน่าเชื่อถือและความทนทานสูงมาก ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ เช่น โมดูลหน่วยความจำคอมพิวเตอร์และการ์ดกราฟิก จำเป็นต้องเสียบและถอดปลั๊กบ่อยครั้งระหว่างการใช้งาน นิ้วทองของเทคโนโลยีนิกเกิลทองชุบด้วยไฟฟ้าสามารถรับประกันได้ว่าจะมีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่ดีกับสล็อตของเมนบอร์ดอยู่เสมอ เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์ทำงานได้อย่างเสถียร
(2) กระบวนการจมทอง
หลักการของกระบวนการ: กระบวนการชุบทองหรือที่เรียกว่าการชุบนิกเกิลด้วยเคมี จะสร้างการเคลือบบนบริเวณนิ้วทองของ PCB ผ่านปฏิกิริยารีดิวซ์ทางเคมี- ประการแรก การชุบนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าจะดำเนินการบนชั้นทองแดงบนพื้นผิวของนิ้วทองคำเพื่อสร้างชั้นของโลหะผสมนิกเกิลฟอสฟอรัส ชั้นนิกเกิลทำหน้าที่เป็นชั้นกลาง ซึ่งเป็นรากฐานที่ดีสำหรับปฏิกิริยาการสะสมของทองคำในภายหลัง และป้องกันไม่ให้ไอออนของทองแดงแพร่กระจายเข้าไปในชั้นทองได้อย่างมีประสิทธิภาพ ต่อไป ปฏิกิริยาการแทนที่เกิดขึ้นระหว่างสารละลายเกลือทองคำและชั้นนิกเกิล โดยจะสะสมชั้นทองคำไว้บนพื้นผิวของชั้นนิกเกิล
ข้อดีของกระบวนการ: ชั้นทองที่ได้จากกระบวนการแช่ทองมีความเรียบและเชื่อมได้ดี ความเรียบช่วยให้การสัมผัสระหว่างนิ้วทองกับซ็อกเก็ตแน่นและสม่ำเสมอมากขึ้น ลดความต้านทานต่อการสัมผัสและปรับปรุงเสถียรภาพในการส่งสัญญาณ ในแง่ของการเชื่อม กระบวนการแช่ทองสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อมได้อย่างมาก ลดความน่าจะเป็นของข้อบกพร่องในการเชื่อม เช่น การบัดกรีเสมือนจริงและการแยกบัดกรี และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับบอร์ด PCB ที่มีความแม่นยำสูง-ที่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับคุณภาพการเชื่อม
สถานการณ์การใช้งาน: สำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีข้อกำหนดค่อนข้างต่ำในด้านความต้านทานการสึกหรอ แต่มีความต้องการความเรียบและความสามารถในการเชื่อมสูงมาก กระบวนการสะสมทองคำจึงกลายเป็นตัวเลือกที่ต้องการ ตัวอย่างเช่น ในบอร์ด PCB ของสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และอุปกรณ์อื่นๆ ระดับไฮเอนด์บางรุ่น หากนิ้วทองถูกใช้เพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ เช่น แบตเตอรี่และจอแสดงผล จำนวนการใส่และการถอดชิ้นส่วนเชื่อมต่อเหล่านี้ค่อนข้างน้อย แต่ข้อกำหนดสำหรับความน่าเชื่อถือในการเชื่อมและความเรียบนั้นเข้มงวด นิ้วทองของกระบวนการแช่ทองสามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้เป็นอย่างดี
2 คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับการไหลของกระบวนการนิ้วทองของ pcb
(1) การประมวลผลล่วงหน้า
การกำจัดน้ำมัน: ใช้สารกำจัดน้ำมันอัลคาไลน์เพื่อรักษาบอร์ด PCB เพื่อขจัดคราบน้ำมันออกจากพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพ การมีคราบน้ำมันสามารถขัดขวางการจับตัวกันอย่างมีประสิทธิภาพของไอออนของโลหะกับพื้นผิวทองแดงในระหว่างกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าหรือเคมีในภายหลัง ผ่านกระบวนการล้างไขมัน จึงมั่นใจได้ถึงความสะอาดของพื้นผิวบริเวณนิ้วทอง ถือเป็นการวางรากฐานที่ดีสำหรับกระบวนการต่อไป
การล้างด้วยกรด: หลังจากขจัดน้ำมันแล้ว การล้างด้วยกรดจะดำเนินการโดยใช้สารละลายที่เป็นกรด วัตถุประสงค์หลักของการล้างด้วยกรดคือเพื่อขจัดชั้นออกไซด์บนพื้นผิวทองแดงและกระตุ้นพื้นผิวทองแดงเพื่อให้อยู่ในสถานะแอคทีฟ เพิ่มความแข็งแรงในการยึดเกาะกับโลหะชุบในภายหลัง
(2) ชุบนิกเกิล
การชุบนิเกิลด้วยไฟฟ้า: วาง PCB ที่ผ่านการบำบัดแล้วลงในสารละลายการชุบนิเกิล โดยที่เกลือหลักมักจะเป็นนิกเกิลอะมิโนซัลโฟเนต ซึ่งมีปริมาณนิกเกิลสูงและมีความเค้นในการเคลือบต่ำมาก ในระหว่างกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้า ให้ควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ อย่างเคร่งครัด เช่น อุณหภูมิ ค่า pH และความหนาแน่นกระแสของสารละลายการชุบ ความเข้มข้นที่เหมาะสมของเกลือนิกเกิลช่วยรับประกันอัตราการสะสมและคุณภาพของนิกเกิล ค่า pH ส่งผลต่อการทำงานของไอออนนิกเกิล ในขณะที่อุณหภูมิและความหนาแน่นกระแสจะเป็นตัวกำหนดโครงสร้างผลึกและความหนาของชั้นนิกเกิล โดยทั่วไปความหนาของชั้นชุบนิกเกิลจะถูกควบคุมที่ประมาณ 3-5 μm เพื่อให้มีความแข็งและการยึดเกาะที่เพียงพอ
การชุบนิกเกิลด้วยสารเคมี: ในขั้นตอนการชุบนิกเกิลของกระบวนการแช่ทอง ชั้นโลหะผสมนิกเกิลฟอสฟอรัสจะถูกสะสมบนชั้นทองแดงบนพื้นผิวของนิ้วทองผ่านสารละลายการชุบนิกเกิลด้วยสารเคมีเฉพาะและปฏิกิริยาการลดสารเคมี นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องควบคุมพารามิเตอร์อย่างแม่นยำ เช่น องค์ประกอบ อุณหภูมิ และเวลาปฏิกิริยาของสารละลายการชุบนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า โดยทั่วไปปริมาณฟอสฟอรัสของชั้นการชุบนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าจะถูกควบคุมที่ 7-9 โดยน้ำหนัก และชั้นโลหะผสมนิกเกิลฟอสฟอรัสที่เกิดขึ้นนั้นมีความต้านทานการกัดกร่อนและการเชื่อมได้ดี โดยมีความหนาประมาณ 3-5 μm
(3) ชุบทอง
การชุบทองแข็งด้วยไฟฟ้า: หลังจากการชุบนิกเกิลเสร็จสิ้น กระบวนการชุบทองแข็งด้วยไฟฟ้าจะถูกนำมาใช้สำหรับบริเวณนิ้วทอง สารละลายชุบทองแข็งมักประกอบด้วยเกลือของทองคำและสารเติมแต่งบางชนิด เช่น เกลือโคบอลต์ การเพิ่มองค์ประกอบต่างๆ เช่น โคบอลต์ จะทำให้ความแข็งของชั้นทองดีขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้า จะใช้รูปคลื่นและพารามิเตอร์ของกระแสเฉพาะ เช่น การชุบด้วยไฟฟ้าแบบพัลส์ โดยโดยทั่วไปแล้วความหนาแน่นของกระแสไปข้างหน้าจะถูกควบคุมที่ประมาณ 1.2A/dm ² และรอบการทำงานย้อนกลับที่ประมาณ 30% วิธีการชุบด้วยไฟฟ้านี้สามารถทำให้ชั้นทองที่สะสมอยู่ตกผลึกได้ละเอียดและแน่นยิ่งขึ้น โดยมีความแข็งสูงขึ้นและทนทานต่อการสึกหรอได้ดีขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการในการใส่และถอดนิ้วทองคำบ่อยครั้ง โดยทั่วไปความหนาของชั้นทองจะถูกกำหนดตามความต้องการใช้งานเฉพาะ และโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 1.5-5 μm
การชุบทอง: ในกระบวนการชุบทอง หลังจากที่ชุบนิกเกิลเคมีเสร็จสิ้น PCB จะถูกจุ่มลงในสารละลายที่มีเกลือของทองคำ ไอออนของทองคำในเกลือทองคำจะเกิดปฏิกิริยาการแทนที่กับชั้นนิกเกิล โดยจะสะสมชั้นทองไว้บนพื้นผิวของชั้นนิกเกิล ในระหว่างกระบวนการตกสะสมของทองคำ จำเป็นต้องควบคุมความเข้มข้น อุณหภูมิ ค่า pH และเวลาปฏิกิริยาของสารละลายเกลือทองคำอย่างเคร่งครัด เพื่อให้แน่ใจว่าความหนาของชั้นทองมีความสม่ำเสมอและตรงตามข้อกำหนด ความหนาของชั้นสะสมทองค่อนข้างบาง โดยมีความหนาทั่วไปประมาณ 1-3 μm แต่มีความเรียบและเชื่อมได้ดี
(4) การประมวลผลภายหลัง
การทำความสะอาด: ไม่ว่าจะเป็นกระบวนการชุบนิกเกิลทองด้วยไฟฟ้าหรือกระบวนการแช่ทอง หลังจากเสร็จสิ้นการชุบทองแล้ว PCB จะต้องได้รับการทำความสะอาดอย่างทั่วถึง ใช้น้ำปราศจากไอออนและสารทำความสะอาดอื่นๆ เพื่อขจัดสารละลายชุบที่ตกค้างหรือสารละลายชุบเคมีและสิ่งสกปรกอื่นๆ บนพื้นผิวของนิ้วทอง เพื่อป้องกันไม่ให้สารตกค้างเหล่านี้ส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของนิ้วทอง
การอบแห้ง: หลังจากทำความสะอาด PCB จะถูกทำให้แห้งเพื่อขจัดความชื้นบนพื้นผิวของโกลด์ฟิงเกอร์อย่างสมบูรณ์ ป้องกันการเกิดออกซิเดชันหรือการกัดกร่อนของโกลด์ฟิงเกอร์ในระหว่างการเก็บรักษาหรือการใช้งานในภายหลังเนื่องจากความชื้นตกค้าง อุณหภูมิและเวลาในการอบแห้งควรได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสมตามความต้องการของวัสดุและกระบวนการของ PCB โดยทั่วไปการอบแห้งที่ 60-80 องศาในช่วงระยะเวลาหนึ่ง
การทดสอบ: ทำการตรวจสอบนิ้วทองคำอย่างครอบคลุม รวมถึงการตรวจสอบด้วยสายตา เพื่อตรวจสอบข้อบกพร่อง เช่น รอยขีดข่วน รูเข็ม ฟองอากาศ ฯลฯ บนพื้นผิวของนิ้วทองคำ การตรวจจับความหนาของชั้นเคลือบโดยใช้อุปกรณ์ระดับมืออาชีพ เช่น X-ray fluorescence spectrometer เพื่อวัดความหนาของชั้นทองและนิกเกิลเพื่อให้แน่ใจว่าตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ การทดสอบการยึดเกาะโดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น การลอกเทป เพื่อตรวจสอบว่าการยึดเกาะระหว่างสารเคลือบและพื้นผิวมีความแน่นหนาหรือไม่ การทดสอบค่าการนำไฟฟ้าโดยใช้อุปกรณ์ทดสอบทางไฟฟ้าระดับมืออาชีพในการวัดความต้านทานของนิ้วทองคำเพื่อให้แน่ใจว่ามีการนำไฟฟ้าได้ดี