Lớp hoàn thiện bề mặt của PCB (Bảng mạch in) đề cập đến loại lớp phủ hoặc cách xử lý được áp dụng cho các vết đồng và miếng đệm lộ ra trên bề mặt bảng.Lớp hoàn thiện bề mặt phục vụ một số mục đích, bao gồm bảo vệ phần đồng tiếp xúc khỏi quá trình oxy hóa, tăng cường khả năng hàn và cung cấp bề mặt phẳng để gắn các bộ phận trong quá trình lắp ráp.Các bề mặt hoàn thiện khác nhau mang lại mức độ hiệu suất, chi phí và khả năng tương thích khác nhau với các ứng dụng cụ thể.
Mạ vàng và vàng ngâm là các quy trình thường được sử dụng trong sản xuất bảng mạch hiện đại.Với sự tích hợp ngày càng tăng của IC và số lượng chân cắm ngày càng tăng, quy trình phun hàn dọc gặp khó khăn trong việc làm phẳng các miếng hàn nhỏ, đặt ra thách thức cho việc lắp ráp SMT.Ngoài ra, thời hạn sử dụng của tấm thiếc phun rất ngắn.Quá trình mạ vàng hoặc ngâm vàng đưa ra giải pháp cho những vấn đề này.
Trong công nghệ gắn trên bề mặt, đặc biệt là đối với các bộ phận siêu nhỏ như 0603 và 0402, độ phẳng của miếng hàn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng in kem hàn, từ đó ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng của quá trình hàn nóng chảy tiếp theo.Do đó, việc sử dụng mạ vàng toàn bộ hoặc vàng ngâm thường được quan sát thấy trong các quy trình gắn bề mặt siêu nhỏ và mật độ cao.
Trong giai đoạn sản xuất thử nghiệm, do các yếu tố như mua sắm linh kiện, bo mạch thường không được hàn ngay khi đến nơi.Thay vào đó, chúng có thể đợi hàng tuần hoặc thậm chí hàng tháng trước khi được sử dụng.Thời hạn sử dụng của tấm vàng mạ và ngâm vàng dài hơn nhiều so với tấm mạ thiếc.Do đó, các quá trình này được ưa thích.Giá thành của PCB vàng ngâm và mạ vàng trong giai đoạn lấy mẫu tương đương với giá thành của tấm hợp kim chì-thiếc.
1. Mạ vàng nhúng niken điện phân (ENIG): Đây là phương pháp xử lý bề mặt PCB phổ biến.Nó liên quan đến việc áp dụng một lớp niken điện phân làm lớp trung gian trên các miếng hàn, tiếp theo là một lớp vàng ngâm trên bề mặt niken.ENIG mang lại những lợi ích như khả năng hàn tốt, độ phẳng, khả năng chống ăn mòn và hiệu suất hàn thuận lợi.Đặc tính của vàng cũng hỗ trợ ngăn ngừa quá trình oxy hóa, do đó tăng cường độ ổn định khi lưu trữ lâu dài.
2. San lấp mặt bằng hàn không khí nóng (HASL): Đây là một phương pháp xử lý bề mặt phổ biến khác.Trong quy trình HASL, các miếng hàn được nhúng vào hợp kim thiếc nóng chảy và chất hàn dư thừa sẽ được thổi bay bằng không khí nóng, để lại một lớp hàn đồng nhất.Ưu điểm của HASL bao gồm chi phí thấp hơn, dễ sản xuất và hàn, mặc dù độ chính xác và độ phẳng bề mặt của nó có thể thấp hơn tương đối.
3. Mạ điện vàng: Phương pháp này liên quan đến việc mạ điện một lớp vàng lên các miếng hàn.Vàng vượt trội về tính dẫn điện và chống ăn mòn, từ đó cải thiện chất lượng hàn.Tuy nhiên, mạ vàng thường đắt hơn so với các phương pháp khác.Nó đặc biệt được áp dụng trong các ứng dụng ngón tay vàng.
4. Chất bảo quản hàn hữu cơ (OSP): OSP liên quan đến việc phủ một lớp bảo vệ hữu cơ lên các miếng hàn để bảo vệ chúng khỏi quá trình oxy hóa.OSP có độ phẳng, khả năng hàn tốt và phù hợp cho các ứng dụng nhẹ.
5. Thiếc ngâm: Tương tự như vàng ngâm, thiếc ngâm bao gồm việc phủ một lớp thiếc lên các miếng hàn.Thiếc ngâm mang lại hiệu suất hàn tốt và tương đối tiết kiệm chi phí so với các phương pháp khác.Tuy nhiên, nó có thể không vượt trội bằng vàng ngâm về khả năng chống ăn mòn và độ ổn định lâu dài.
6. Mạ niken/vàng: Phương pháp này tương tự như mạ vàng ngâm, nhưng sau khi mạ niken điện phân, một lớp đồng được phủ và sau đó được xử lý kim loại hóa.Cách tiếp cận này mang lại khả năng dẫn điện và chống ăn mòn tốt, phù hợp cho các ứng dụng hiệu suất cao.
7. Mạ bạc: Mạ bạc bao gồm việc phủ một lớp bạc lên các miếng hàn.Bạc có tính dẫn điện tuyệt vời, nhưng nó có thể bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí, thường cần có thêm một lớp bảo vệ.
8. Mạ vàng cứng: Phương pháp này được sử dụng cho các đầu nối hoặc điểm tiếp xúc ổ cắm cần phải lắp và tháo thường xuyên.Một lớp vàng dày hơn được áp dụng để mang lại hiệu suất chống mài mòn và ăn mòn.
Sự khác biệt giữa mạ vàng và vàng ngâm:
1. Cấu trúc tinh thể được hình thành bởi mạ vàng và vàng ngâm là khác nhau.Mạ vàng có lớp vàng mỏng hơn so với vàng ngâm.Mạ vàng có xu hướng vàng hơn vàng ngâm, khách hàng thấy hài lòng hơn.
2. Vàng ngâm có đặc tính hàn tốt hơn so với mạ vàng, giảm thiểu các khuyết tật hàn và khiếu nại của khách hàng.Tấm vàng ngâm có ứng suất dễ kiểm soát hơn và phù hợp hơn cho quá trình liên kết.Tuy nhiên, do tính chất mềm hơn nên vàng ngâm kém bền hơn đối với ngón tay vàng.
3. Vàng ngâm chỉ phủ vàng niken trên các miếng hàn, không ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu trong các lớp đồng, trong khi mạ vàng có thể ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu.
4. Mạ vàng cứng có cấu trúc tinh thể dày đặc hơn so với vàng ngâm, khiến nó ít bị oxy hóa hơn.Vàng ngâm có lớp vàng mỏng hơn, có thể cho phép niken khuếch tán ra ngoài.
5. Vàng ngâm ít có khả năng gây đoản mạch dây trong các thiết kế mật độ cao so với mạ vàng.
6. Vàng ngâm có độ bám dính tốt hơn giữa điện trở hàn và lớp đồng, không ảnh hưởng đến khoảng cách trong quá trình bù.
7. Vàng ngâm thường được sử dụng cho các tấm ván có nhu cầu cao hơn do độ phẳng tốt hơn.Mạ vàng thường tránh được hiện tượng miếng đệm đen sau khi lắp ráp.Độ phẳng và thời hạn sử dụng của tấm vàng ngâm cũng tốt như mạ vàng.
Việc lựa chọn phương pháp xử lý bề mặt thích hợp đòi hỏi phải xem xét các yếu tố như hiệu suất điện, khả năng chống ăn mòn, chi phí và yêu cầu ứng dụng.Tùy từng trường hợp cụ thể có thể lựa chọn quy trình xử lý bề mặt phù hợp để đáp ứng tiêu chí thiết kế.
Thời gian đăng: 18-08-2023
