ใครก็ตามที่เกี่ยวข้องภายในแผงวงจรพิมพ์ ( พีซีบี ) อุตสาหกรรมเข้าใจว่า PCBs มีผิวทองแดงบนพื้นผิวหากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีการป้องกัน ทองแดงจะออกซิไดซ์และเสื่อมสภาพ ทำให้แผงวงจรใช้งานไม่ได้พื้นผิวสำเร็จเป็นส่วนติดต่อที่สำคัญระหว่างส่วนประกอบและ PCBการเคลือบผิวมีหน้าที่สำคัญสองประการ เพื่อป้องกันวงจรทองแดงที่สัมผัสได้ และเพื่อให้พื้นผิวที่บัดกรีได้เมื่อประกอบ (บัดกรี) ส่วนประกอบเข้ากับแผงวงจรพิมพ์

HASL / HASL ไร้สารตะกั่ว

HASL เป็นพื้นผิวหลักที่ใช้ในอุตสาหกรรมกระบวนการนี้ประกอบด้วยการแช่แผงวงจรในหม้อหลอมโลหะผสมดีบุก/ตะกั่ว จากนั้นนำโลหะบัดกรีส่วนเกินออกโดยใช้ 'มีดลม' ซึ่งจะเป่าลมร้อนไปทั่วพื้นผิวของบอร์ด

ข้อดีอย่างหนึ่งที่ไม่ได้ตั้งใจของกระบวนการ HASL คือจะทำให้ PCB มีอุณหภูมิสูงถึง 265°C ซึ่งจะระบุปัญหาการหลุดล่อนที่อาจเกิดขึ้นได้ก่อนที่จะติดส่วนประกอบราคาแพงเข้ากับบอร์ด

HASL แผงวงจรพิมพ์สองหน้าสำเร็จรูป

ข้อดี:

• ราคาถูก
• สามารถใช้ได้อย่างกว้างขวาง
• ทำใหม่ได้
• อายุการเก็บรักษาที่ดีเยี่ยม

ข้อเสีย:

• พื้นผิวที่ไม่เรียบ
• ไม่ดีสำหรับสนามละเอียด
• มีตะกั่ว (HASL)
• ช็อกความร้อน
• การเชื่อมประสาน
• เสียบหรือลด PTH (ชุบผ่านรู)

ดีบุกแช่

จากข้อมูลของ IPC, Association Connecting Electronics Industry, Immersion Tin (ISn) เป็นโลหะเคลือบผิวที่สะสมไว้โดยปฏิกิริยาการแทนที่ทางเคมีซึ่งถูกนำไปใช้โดยตรงบนโลหะพื้นฐานของแผงวงจร ซึ่งก็คือทองแดงISn ปกป้องทองแดงที่อยู่ข้างใต้จากการออกซิเดชันตลอดอายุการเก็บรักษาที่ตั้งใจไว้

ทองแดงและดีบุกมีความสัมพันธ์ที่ดีต่อกันการแพร่กระจายของโลหะหนึ่งไปยังอีกโลหะหนึ่งจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่ออายุการเก็บรักษาของสิ่งสะสมและประสิทธิภาพของการเคลือบผิวผลกระทบเชิงลบของการเจริญเติบโตของหนวดดีบุกมีการอธิบายไว้อย่างดีในวรรณกรรมที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมและหัวข้อของเอกสารเผยแพร่หลายฉบับ

ข้อดี:

• พื้นผิวเรียบ
• ไม่มีพีบี
• ทำใหม่ได้
• ตัวเลือกอันดับต้น ๆ สำหรับการใส่พินแบบสวมอัด

ข้อเสีย:

• ง่ายต่อการก่อให้เกิดความเสียหายในการจัดการ
• กระบวนการใช้สารก่อมะเร็ง (ไทโอยูเรีย)
• ดีบุกที่เปิดเผยในการประกอบขั้นสุดท้ายสามารถกัดกร่อนได้
• ดีบุกมัสสุ
• ไม่ดีสำหรับกระบวนการ Reflow/การประกอบหลายขั้นตอน
• วัดความหนาได้ยาก

เงินแช่

Immersion silver เป็นสารเคมีที่ไม่ใช้ไฟฟ้าโดยการแช่ PCB ทองแดงลงในถังซิลเวอร์ไอออนเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับแผงวงจรที่มีการป้องกัน EMI และยังใช้สำหรับหน้าสัมผัสโดมและการต่อสายไฟความหนาของผิวเงินเฉลี่ยอยู่ที่ 5-18 ไมโครนิ้ว

ด้วยข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมสมัยใหม่ เช่น RoHS และ WEE การแช่แร่เงินจึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าทั้ง HASL และ ENIGเป็นที่นิยมเนื่องจากมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า ENIG

ข้อดี:

• ใช้อย่างเท่าเทียมกันมากกว่า HASL
• เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมดีกว่า ENIG และ HASL
• อายุการเก็บรักษาเท่ากับ HASL
• คุ้มค่ากว่า ENIG

ข้อเสีย:

• ต้องบัดกรีภายในวันที่นำ PCB ออกจากที่เก็บ
• อาจทำให้มัวหมองได้ง่ายหากใช้งานไม่ถูกวิธี
• ทนทานน้อยกว่า ENIG เนื่องจากไม่มีชั้นนิกเกิลอยู่ข้างใต้

OSP/เอนเทค

OSP (Organic Solderability Preservative) หรือสารป้องกันการหมองจะรักษาพื้นผิวทองแดงจากการเกิดออกซิเดชันโดยการใช้ชั้นป้องกันที่บางมากของวัสดุเหนือทองแดงที่สัมผัส โดยปกติจะใช้กระบวนการลำเลียง

ใช้สารประกอบอินทรีย์ที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบซึ่งคัดเลือกพันธะกับทองแดงและให้ชั้นออร์กาโนเมทัลลิกที่ปกป้องทองแดงก่อนการบัดกรีนอกจากนี้ยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับผิวเคลือบไร้สารตะกั่วอื่นๆ ทั่วไป ซึ่งได้รับผลกระทบจากการเป็นพิษมากกว่าหรือการใช้พลังงานที่สูงกว่าอย่างมาก

ข้อดี:

• พื้นผิวเรียบ
• ไม่มีพีบี
• กระบวนการง่ายๆ
• ทำใหม่ได้
• คุ้มค่า

ข้อเสีย:

• ไม่มีวิธีวัดความหนา
• ไม่ดีสำหรับ PTH (ชุบทะลุรู)
• อายุการเก็บรักษาสั้น
• อาจทำให้เกิดปัญหา ICT
• เปิดเผย Cu ในการประกอบขั้นสุดท้าย
• การจัดการที่ละเอียดอ่อน

ทองแช่นิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า (ENIG)

ENIG เป็นการเคลือบโลหะสองชั้นขนาด 2-8 μin Au มากกว่า 120-240 μin Niนิกเกิลเป็นเกราะป้องกันทองแดงและเป็นพื้นผิวที่ส่วนประกอบถูกบัดกรีทองคำจะปกป้องนิกเกิลระหว่างการเก็บรักษาและยังให้ความต้านทานการสัมผัสต่ำซึ่งจำเป็นสำหรับทองคำที่สะสมไว้บางๆขณะนี้ ENIG เป็นสารเคลือบเงาที่ใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรม PCB เนื่องจากการเติบโตและการดำเนินการตามกฎข้อบังคับ RoHs

แผงวงจรพิมพ์พร้อมพื้นผิว Chem Gold

ข้อดี:

• พื้นผิวเรียบ
• ไม่มีพีบี
• ดีสำหรับ PTH (ชุบทะลุรู)
• อายุการเก็บรักษานาน

ข้อเสีย:

• แพง
• ไม่สามารถใช้ซ้ำได้
• แผ่นดำ / นิกเกิลดำ
• ความเสียหายจาก ET
• การสูญเสียสัญญาณ (RF)
• กระบวนการที่ซับซ้อน

นิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า ทองแพลเลเดียมแบบไม่ใช้ไฟฟ้า (ENEPIG)

ENEPIG ซึ่งเป็นญาติผู้มาใหม่ในโลกแห่งแผงวงจรไฟฟ้า เข้าสู่ตลาดเป็นครั้งแรกในช่วงปลายยุค 90การเคลือบโลหะสามชั้นของนิกเกิล แพลเลเดียม และทองนี้มอบตัวเลือกที่ไม่มีใครเหมือน: สามารถยึดติดได้รอยร้าวครั้งแรกของ ENEPIG ที่การรักษาพื้นผิวแผงวงจรพิมพ์มอดลงเนื่องจากการผลิตเนื่องจากชั้นของแพลเลเดียมที่มีต้นทุนสูงมากและความต้องการใช้งานต่ำ

ความต้องการสายการผลิตแยกต่างหากไม่ได้รับการยอมรับด้วยเหตุผลเดียวกันนี้เมื่อเร็ว ๆ นี้ ENEPIG ได้กลับมาอีกครั้งเนื่องจากมีศักยภาพในการตอบสนองความน่าเชื่อถือ ความต้องการด้านบรรจุภัณฑ์ และมาตรฐาน RoHS เป็นข้อดีของการตกแต่งนี้เหมาะสำหรับการใช้งานความถี่สูงที่มีพื้นที่จำกัด

เมื่อเปรียบเทียบกับผิวเคลือบสี่อันดับแรกอื่นๆ ได้แก่ ENIG, Lead Free-HASL, immersion silver และ OSP ENEPIG มีประสิทธิภาพเหนือกว่าระดับการกัดกร่อนหลังการประกอบทั้งหมด

ข้อดี:

• พื้นผิวเรียบมาก
• ไม่มีเนื้อหาตะกั่ว
• การประกอบหลายรอบ
• ข้อต่อประสานที่ยอดเยี่ยม
• ลวดผูกมัดได้
• ไม่มีความเสี่ยงในการกัดกร่อน
• อายุการเก็บรักษา 12 เดือนขึ้นไป
• ไม่มีความเสี่ยงแผ่นดำ

ข้อเสีย:

• ยังค่อนข้างแพงกว่า
• สามารถใช้ซ้ำได้โดยมีข้อจำกัดบางประการ
• ขีดจำกัดการประมวลผล

ทอง – ทองคำหนัก

Hard Electrolytic Gold ประกอบด้วยชั้นของทองคำที่เคลือบไว้เหนือชั้นเคลือบนิเกิลทองคำแข็งมีความทนทานอย่างยิ่ง และมักนำไปใช้กับบริเวณที่สึกหรอสูง เช่น นิ้วของขั้วต่อขอบและแผงปุ่มกด

ซึ่งแตกต่างจาก ENIG ความหนาอาจแตกต่างกันไปตามการควบคุมระยะเวลาของรอบการชุบ แม้ว่าค่าขั้นต่ำโดยทั่วไปสำหรับนิ้วคือทอง 30 μin มากกว่านิกเกิล 100 μin สำหรับคลาส 1 และคลาส 2, ทอง 50 μin มากกว่านิกเกิล 100 μin สำหรับคลาส 3

โดยทั่วไปแล้วทองคำหนักจะไม่ถูกนำไปใช้กับพื้นที่ที่สามารถบัดกรีได้ เนื่องจากมีราคาสูงและความสามารถในการบัดกรีค่อนข้างต่ำความหนาสูงสุดที่ IPC พิจารณาว่าสามารถบัดกรีได้คือ 17.8 μin ดังนั้นหากต้องใช้ทองประเภทนี้บนพื้นผิวที่จะบัดกรี ความหนาเล็กน้อยที่แนะนำควรอยู่ที่ประมาณ 5-10 μin

ข้อดี:

• พื้นผิวแข็งและทนทาน
• ไม่มีพีบี
• อายุการเก็บรักษานาน

ข้อเสีย:

• แพงมาก
• การประมวลผลพิเศษ / ใช้แรงงานมาก
• การใช้ตัวต้านทาน / เทป
• ต้องการการชุบ / บัสบาร์
• การแบ่งเขต
• ความยากลำบากกับพื้นผิวอื่น ๆ
• การแกะสลักอันเดอร์คัทอาจนำไปสู่การร่อนหรือหลุดล่อนได้
• ไม่สามารถบัดกรีได้สูงกว่า 17 μin
• พื้นผิวไม่ห่อหุ้มผนังติดตามทั้งหมด ยกเว้นบริเวณนิ้ว

กำลังมองหาพื้นผิวพิเศษสำหรับแผงวงจรของคุณหรือไม่?