ในขอบเขตของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง การเคลือบผิว PCB นั้นเป็นมากกว่าการเคลือบป้องกัน มันคืออินเทอร์เฟซทางโลหะวิทยาระหว่างวงจรทองแดงและรอยต่อบัดกรี ที่ DUXPCB ทีมวิศวกรรมของเราเน้นย้ำว่าการเลือกผิวเคลือบที่ไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่ความล้มเหลวในภาคสนามที่ร้ายแรง ตั้งแต่รอยต่อบัดกรีที่เปราะบางไปจนถึงการลดทอนสัญญาณ

บทความนี้ให้การเปรียบเทียบ HASL, ENIG และ OSP โดยใช้ข้อมูลเพื่อช่วยให้นักออกแบบฮาร์ดแวร์และผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อจัดจ้างสามารถปรับปรุงโครงการ PCBA ของตนได้

HASL เกี่ยวข้องกับการจุ่ม PCB ลงในโลหะผสมดีบุก-ตะกั่วหรือโลหะผสมปราศจากตะกั่วที่หลอมเหลว และปรับระดับด้วยมีดลมร้อนแรงดันสูง

• คุณค่าทางวิศวกรรม: ให้การเปียกที่ดีเยี่ยมและรอยต่อบัดกรีที่แข็งแรง เป็นโซลูชันที่คุ้มค่าที่สุดสำหรับเทคโนโลยีแบบทะลุรู (THT) และการออกแบบ SMT ที่มีความหนาแน่นต่ำ
• ข้อจำกัดทางเทคนิค: ข้อเสียเปรียบหลักคือความเรียบ กระบวนการนี้ทำให้เกิดความหนาที่ไม่สม่ำเสมอ (meniscus) บนแผ่น ซึ่งอาจทำให้เกิด "tombstoning" ของอุปกรณ์พาสซีฟขนาดเล็ก (0201/01005) และการเชื่อมต่อบน BGA ที่มีระยะพิทช์ละเอียด
• ความเครียดจากความร้อน: การจุ่มในอุณหภูมิสูง (ประมาณ 260°C) อาจทำให้เกิดการกระแทกจากความร้อน ซึ่งอาจส่งผลต่อการขยายตัวตามแกน Z ของบอร์ดที่มีจำนวนชั้นสูง

ENIG คือการเคลือบโลหะสองชั้น: ชั้นนิกเกิลแบบไร้ไฟฟ้า (3–6 µm) ทำหน้าที่เป็นสิ่งกีดขวางการแพร่กระจาย ตามด้วยชั้นทองคำแบบจุ่มบางๆ (0.05–0.1 µm) เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน

การปฏิบัติตาม IPC-4552B เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับภาคส่วนที่มีความน่าเชื่อถือสูง (การแพทย์, การบินและอวกาศ) มาตรฐานนี้กล่าวถึงปรากฏการณ์ "Black Pad" ซึ่งเป็นข้อบกพร่องที่การจุ่มทองคำมากเกินไปกัดกร่อนชั้นนิกเกิล ทำให้เกิดรอยต่อที่เปราะบาง

• ข้อได้เปรียบของ DUXPCB: ซึ่งแตกต่างจาก "โรงงานต้นแบบ" ที่ผลิตจำนวนมาก ทีมงานของเราใช้สเปกโทรสโกปี X-Ray Fluorescence (XRF) เพื่อตรวจสอบความหนาของนิกเกิล/ทองคำ และใช้ระบบ "Product Rating" เพื่อตรวจสอบการกัดกร่อนของนิกเกิลในระดับจุลทรรศน์

วิศวกรควรทราบว่าที่ความถี่สูงกว่า 1 GHz ผลกระทบจากผิวหนังทำให้สัญญาณเดินทางส่วนใหญ่ผ่านชั้นนิกเกิล เนื่องจากนิกเกิลเป็นสารเฟอร์โรแมกเนติกและมีการนำไฟฟ้าต่ำกว่าทองแดง ENIG จึงสามารถทำให้เกิดการสูญเสียการแทรกที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับ OSP หรือ Immersion Silver

OSP เป็นฟิล์มอินทรีย์โปร่งใสที่ยึดติดกับทองแดงอย่างเลือกสรร เราใช้เคมีชั้นนำของอุตสาหกรรม เช่น MacDermid Alpha Entek Plus HT

• ความเสถียรทางความร้อน: OSP สมัยใหม่ได้รับการออกแบบมาสำหรับโปรไฟล์ SMT แบบปราศจากสารตะกั่ว โดยยังคงความสามารถในการบัดกรีได้ผ่านวงจรการรีโฟลว์หลายครั้ง
• ความเรียบและประสิทธิภาพ RF: OSP ให้พื้นผิวที่เรียบสนิท เหมาะสำหรับส่วนประกอบที่มีระยะพิทช์ละเอียด เนื่องจากไม่มีนิกเกิล จึงเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับการออกแบบ High-Speed Digital (HSD) และ RF ที่ต้องลดการสูญเสียสัญญาณให้เหลือน้อยที่สุด
• ความไวในการจัดการ: OSP มีความไวต่อความชื้นและการจัดการด้วยมือ (รอยนิ้วมือ) ที่ DUXPCB เราใช้บรรจุภัณฑ์สุญญากาศที่เข้มงวดและการจัดเก็บที่ควบคุมความชื้นเพื่อให้แน่ใจว่ามีอายุการเก็บรักษา 6–12 เดือน

1. การตรวจสอบวิศวกรรมด้วยตนเองอย่างละเอียด: ทุกโครงการผ่านการตรวจสอบ DFM ด้วยตนเอง หากเราตรวจพบ BGA ที่มีระยะพิทช์ละเอียดบนบอร์ดที่ระบุ HASL วิศวกรของเราจะแนะนำให้เปลี่ยนไปใช้ ENIG หรือ OSP เพื่อป้องกันข้อบกพร่องในการประกอบ
2. QC ที่เข้มงวด: เราไม่ได้แค่ "จุ่มแล้วส่ง" อ่างเคมีของเราได้รับการตรวจสอบรายชั่วโมงสำหรับค่า pH ความเข้มข้น และระดับสารปนเปื้อน เพื่อป้องกันสารตั้งต้นของ Black Pad
3. เน้นเฉพาะทาง: เราเชี่ยวชาญด้านบอร์ด 2-8 ชั้น ซึ่งการจัดการความร้อนและความสมบูรณ์ของสัญญาณมักจะมาบรรจบกัน โดยให้คำแนะนำที่ปรับแต่งตามความต้องการเกี่ยวกับการเลือกผิวเคลือบตามโปรไฟล์ความร้อน SMT เฉพาะของคุณ

• เลือก HASL สำหรับบอร์ดที่มีงบประมาณจำกัด มีความซับซ้อนต่ำ และมีส่วนประกอบแบบทะลุรูเป็นหลัก
• เลือก ENIG สำหรับการออกแบบที่มีความหนาแน่นสูง แพ็คเกจ BGA และแอปพลิเคชันที่ต้องการการจัดเก็บระยะยาวหรือการเชื่อมต่อแบบลวด
• เลือก OSP สำหรับวงจร RF ความถี่สูง ชุดประกอบ SMT ที่คำนึงถึงต้นทุน และการออกแบบที่ความสมบูรณ์ของสัญญาณมีความสำคัญสูงสุด

สำหรับการตรวจสอบความสามารถในการผลิตของการออกแบบของคุณอย่างครอบคลุม ติดต่อคณะบรรณาธิการด้านเทคนิคของ DUXPCB วันนี้