การเคลือบดีบุกแบบจุ่ม: โซลูชันความน่าเชื่อถือสูงสำหรับ PCB ควบคุมอุตสาหกรรม

ในโลกที่ต้องการของระบบควบคุมอุตสาหกรรม ที่ PCB ใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่น ความชื้น และอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงพวกเขาเป็นอุปสรรคสําคัญต่อการล้มเหลวทองเหลืองทองเหลืองดําน้ําได้ปรากฏขึ้นเป็นตัวเลือกที่โดดเด่นสําหรับการใช้งานเหล่านี้และมีประสิทธิภาพต่อราคา ที่ได้ผลงานดีกว่าการทําปลายทางแบบดั้งเดิม เช่น HASL หรือ OSP ในสภาพที่ยากลําบากจากเครื่องควบคุมอัตโนมัติโรงงานไปยังบอร์ดกระจายพลังงาน ทองแดงแบบจมน้ํา ทําให้เชื่อมต่อไฟฟ้าที่น่าเชื่อถือได้ แม้จะเผชิญกับแรงกดดันในอุตสาหกรรมมาหลายปีคู่มือนี้สืบค้นว่าทําไมทองเหลืองทองเหลือง immersion กลายเป็นการไปถึงการเสร็จสําหรับ PCBs อุตสาหกรรมความน่าเชื่อถือสูง, ความละเอียดของการผลิต และวิธีการที่มันคัดเลือกกับทางเลือก

ประเด็นสําคัญ
a.ทองเหลืองท่วมให้ผิวเรียบและเรียบ (± 3μm) เหมาะสําหรับองค์ประกอบความละเอียด (0.5mm pitch) ที่พบใน PCB การควบคุมอุตสาหกรรม, ลดการเชื่อมผ่าโดย 70% เมื่อเทียบกับ HASL.
b.ความทนทานต่อการกัดกรอง (ทนต่อการทดสอบสเปรย์เกลือ 500+ ชั่วโมง) ทําให้มันเหนือกว่า OSP ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่ชื้น
c.ในขณะที่มีความชุ่มชื่นต่อ หนวดหมึก หนวดหมึก ในสภาพที่ควบคุมไม่ได้ สูตรที่ทันสมัยที่มีสารสกัดอินทรีย์ ลดการเติบโตของหนวดหมึกถึง 90% ซึ่งตรงกับมาตรฐาน IPC-4554 สําหรับการใช้ในอุตสาหกรรม
d.ทองเหลืองท่วมสมดุลการทํางานและต้นทุน: 1.2 1.5x ค่าใช้จ่ายของ HASL แต่ 30% ราคาถูกกว่า ENIG ทําให้มันเป็นที่เหมาะสมสําหรับการใช้งานอุตสาหกรรมความน่าเชื่อถือกลางและสูง

การ ผสม หมึก หมึก หมึก หมึก
ทองแดงแบบจมเป็นกระบวนการฝังเคมีที่สร้างชั้นบาง (0.8 ∼2.5 μm) ของทองแดงบริเวณแผ่น PCB ทองแดงทองแดงดําน้ําขึ้นอยู่กับปฏิกิริยา redox: อะตอมทองแดงบนพื้นผิว PCB จะละลายในสารละลายการเคลือบ, ในขณะที่ไอออนหมึกในสารละลายจะลดลงและฝากบนทองแดง.
การครอบคลุมแบบเรียบร้อย: แม้กระทั่งบนแผ่นเล็กๆ ที่มีความหนาแน่น (เช่น QFP หรือ BGA pin) ที่การเคลือบอื่น ๆ พยายามที่จะเคลือบได้อย่างเท่าเทียมกัน
ชั้นบางและคงที่: ไม่มีการสะสมบนขอบรอย, สําคัญสําหรับส่วนประกอบที่ละเอียด
ไม่มีพลังงานภายนอก: การปรับปรุงการผลิตและลดความเสี่ยงของการเคลือบที่ไม่เรียบเนื่องจากปัญหาการกระจายที่ปัจจุบัน
ผลลัพธ์คือพื้นผิวที่สว่างและสามารถผสมผสานกันได้ ซึ่งป้องกันทองแดงจากการออกซิเดนเป็นเวลา 12+ เดือนในสถานที่เก็บรักษาที่ควบคุม

เหตุ ผล ที่ ทองเหลือง หมึก หมึก หมึก หมึก หมึก หมึก หมึก หมึก หมึก หมึก
PCBs การควบคุมอุตสาหกรรมเผชิญกับโจทย์เดี่ยว: ช่วงเวลาที่ร้อนบ่อย ๆ การเผชิญกับน้ํามันและสารเคมี และความจําเป็นในการรองรับกระแสไฟฟ้าสูง (สูงถึง 100A) โดยไม่ต้องอุ่นเกินทองเหลืองทึบแก้ปัญหาเหล่านี้:

1. ความสามารถในการผสมผสานที่ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่มีวัฏจักรสูง
ระบบควบคุมอุตสาหกรรมมักจะผ่านรอบการทํางานหลายครั้ง (เช่น การเปลี่ยนส่วนประกอบระหว่างการบํารุงรักษา)เมื่อเทียบกับ OSP (ที่ทําลายล้างหลังจาก 1 วงจร 2) และ HASL (ที่มีความเสี่ยงในการผสมผสานหลัง 3 + วงจร).
อุปกรณ์: ทองเหลืองเป็นพันธะระหว่างโลหะที่แข็งแรงกับโลหะผสม (Sn-Cu) ทําให้ความแข็งแรงของข้อต่อเนื่องคงที่ แม้หลังจากการทําความร้อนซ้ํา ๆ.
ผลลัพธ์จากโลกจริง: PCB อัตโนมัติโรงงานที่มีหมึกดําน้ําไม่ได้แสดงความล้มเหลวของสายผ่าหลังจาก 5 วงจรการทํางานใหม่ขณะที่ PCB ที่ทําสําเร็จด้วย OSP ในแอพพลิเคชั่นเดียวกันล้มเหลว 40% ของข้อต่อเนื่องจากการออกซิเดน.

2ความทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
โรงงานอุตสาหกรรมเต็มไปด้วยสารก่อให้เกิดการเกรี้ยว
ความชื้น (มัก 60~80% ในโรงงานแปรรูปอาหารหรือโรงงานเคมี)
การเผชิญกับสารเคมี (น้ํามัน, สารทําความสะอาด, หรือสารพิษในอากาศ)
สเปรย์เกลือ (ในบริเวณอุตสาหกรรมชายฝั่งหรือทะเล)
ทองแดงแบบจมน้ํามีผลดีกว่าตัวเลือกอื่นๆ
การทดสอบสเปรย์เกลือ (ASTM B117): ทองแดงดําน้ําอยู่ได้ 500+ ชั่วโมงด้วยการกัดสนิมอย่างน้อย, เทียบกับ 200 ชั่วโมงสําหรับ HASL และ 100 ชั่วโมงสําหรับ OSP.
การทดสอบความชื้น (85 °C/85% RH): หลังจาก 1,000 ชั่วโมง, ทองแดงดําน้ําแสดงการออกซิเดนของพัด < 5% เมื่อเทียบกับ 30% สําหรับ OSP.
ความต้านทานนี้สําคัญสําหรับ PCB ในโรงงานบํารุงน้ํา ที่การตัดสั้นเพียงครั้งเดียวที่เกิดจากการกัดกร่อน สามารถปิดอุปกรณ์ทั้งหมด

3พื้นที่เรียบสําหรับส่วนประกอบอุตสาหกรรมขนาดละเอียด
เครื่องควบคุมอุตสาหกรรมที่ทันสมัยใช้ส่วนประกอบที่หนาแน่น เช่น
0QFP ขนาด.5 มิลลิเมตร สําหรับไมโครคอนโทรลเลอร์
BGA สําหรับ DSP ที่ใช้พลังงานสูง (พรสิตสัญญาณดิจิตอล)
รีเล่ขนาดเล็กและเซ็นเซอร์ที่มีระยะห่าง 0.65 มิลลิเมตร
ความเรียบของหมึกจมน้ํา (± 3μm) ป้องกันการเชื่อมผสมระหว่างแผ่นที่อยู่ห่างกันอย่างใกล้ชิด, เป็นปัญหาทั่วไปกับพื้นผิวที่ไม่เรียบ (± 10μm) ของ HASL.5mm pitch BGA บน PCB ทองดําน้ํามีอัตราการสะพาน 1%, เทียบกับ 15% ในกระดาน HASL จบ

4ความเหมาะสมกับการออกแบบกระแสไฟฟ้าสูง
PCBs อุตสาหกรรมบ่อยครั้งนํากระแสไฟฟ้าสูง (10100A) ผ่านร่องรอยพลังงานเกิน ENIG ในเรื่องนี้ (ชั้นนิเคิลของ ENIG เพิ่มความต้านทานเล็ก ๆ น้อย ๆ).
ผลประกอบการทางความร้อน: ความสามารถในการนําความร้อนสูงของทิน (66W/m·K) ช่วยในการระบายความร้อนจากองค์ประกอบพลังงาน, ลดอุณหภูมิการเชื่อมด้วย 510 °C เมื่อเทียบกับ ENIG.

วิธีที่ทองเหลืองท่วมเทียบกับ PCB อุตสาหกรรมอื่น ๆ

การผลิตทองเหลืองทองเหลืองท่วม: ความท้าทายและวิธีแก้ไข
ขณะที่ทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลือง

1การควบคุมความหนาของหมึก
ความหนาของหมึกท่วมต้องอยู่ในระดับ 0.8 ∼ 2.5 μm:
หนาเกินไป (< 0.8μm): มีความเสี่ยงจากการเผชิญกับทองแดงและการออกซิเดน
หนาเกินไป (> 2.5μm): เสริมการสร้างขนทองเหลืองและผสมผสมผสมผสม
การแก้ไข: เส้นการเคลือบแบบอัตโนมัติที่มีการติดตามความหนาในเวลาจริง (แสง X) ปรับเวลาการฝากเพื่อรักษาความอดทน ± 0.2μm

2. ป้องกัน หนวดหมึก
หนวดหมึกเป็นเส้นใยที่กระชับไฟที่สามารถเจริญเติบโตจากชั้นหมึก ส่งผลให้เกิดวงจรสั้นใน PCB อุตสาหกรรมความดันสูง (≥ 24V)หนวดเป็นปัญหาในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือสั่น.
การแก้ไข:
สารเสริมทางอินทรีย์: การเพิ่มเบนโซทริอาโซล (BTA) หรือสารประกอบคล้ายๆ กับสารแก้ไขการเคลือบผงจะขัดขวางการเจริญเติบโตของขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขน
การเผาผงหลังการเคลือบ: การทําความร้อน PCB ถึง 125 °C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง ช่วยลดความเครียดภายในชั้นหมึก ซึ่งเป็นสาเหตุสําคัญของการเกิดขนขน
การเคลือบแบบสอดคล้อง: การใช้ชั้นเคลือบแอคริลิคหรือซิลิโคนขนาด 20μm บนกระดาษหมึกดํา provides a physical barrier against whiskers

3การหลีกเลี่ยงการละลายทองแดง
ระหว่างกระบวนการดําน้ํา ทองแดงละลายในสารละลายการเคลือบ
ลักษณะของทองแดงบาง: ทําให้ลดความอ่อนแอ โดยเฉพาะในลักษณะของทองแดงบาง (ความกว้าง < 100μm)
สกปรกอาบน้ํา: ลดประสิทธิภาพการฝากทองเหลืองตามเวลา
การแก้ไข: รักษาปริมาณปริมาณทองแดงที่ควบคุมได้ในอ่างทองแดง (< 5 กรัม/ลิตร) และจํากัดเวลาการฝากเป็น 10 ∼ 15 นาที เพื่อป้องกันการสูญเสียทองแดงที่มากเกินไป

4การรับประกันความสอดคล้องกับทองแดง
การผูกพันที่ไม่ดีระหว่างทองแดงและทองเหลืองอาจทําให้เกิดการลดแผ่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการหมุนเวียนทางความร้อน
ทองแดง ที่ มี คลื่น: การ ทํา ความ สะอาด ที่ ไม่ ถูก ต้อง ก่อน การ ปก ปลา จะ ทํา ให้ มี คลื่น ทองแดง ที่ มี คลื่น คลื่น ที่ ป้องกัน การ ติด กัน.
โรคของสารแก้ว: น้ํามันหรือสกปรกบนผิว PCB ทําให้หมึกไม่ติด
การแก้ไข: ใช้การรักษาก่อน 3 ขั้นตอน:
1การทําความสะอาดด้วยกรด เพื่อกําจัดออกไซด์
2การทําไมโครเอทชิ่ง (ด้วยกรดซัลฟูริก) เพื่อสร้างพื้นผิวทองแดงที่ค่อนข้างหยาบ เพื่อให้มีความติดแน่นกับทองแดงที่ดีขึ้น
3.ล้างด้วยน้ําถอนไอโอเนียส เพื่อกําจัดซาก

การทดสอบทองเหลืองท่วมเพื่อความน่าเชื่อถือในอุตสาหกรรม
เพื่อให้แน่ใจว่าหมึกดําน้ําตรงกับมาตรฐานอุตสาหกรรม การทดสอบอย่างเข้มข้นเป็นสิ่งจําเป็น

1การทดสอบความสามารถในการผสม (IPC-TM-650 2.4.12)
วิธีการ: ดํา PCB pads ใน solder ทลาย (250 °C) และวัด ผึ้ง (ความเร็วในการแพร่ solder)
หลักเกณฑ์การผ่าน: ≥95% ของพื้นที่พัดน้ําภายใน 2 วินาที, แม้หลังจาก 1000 ชั่วโมงของการเผชิญกับความชื้น

2ความต้านทานต่อการเก่า (ASTM B117)
วิธีการ: เปิดเผย PCBs กับสเปรย์เกลือ 5% ที่ 35 °C เป็นเวลา 500 ชั่วโมง
หลักเกณฑ์การผ่าน: < 5% ของพื้นที่แพดแสดงให้เห็นถึงการเกรด ไม่มีการออกซิเดนสีแดง (ทองแดง)

3. รถจักรยานความร้อน (IPC-9701)
วิธีการ: วงจร PCB จาก -40 °C ถึง 125 °C เป็นเวลา 1,000 วงจร, จากนั้นตรวจสอบข้อเชื่อมผสมและความสมบูรณ์แบบของชั้นหมึก
มาตรฐานการผ่าน: ไม่มี delamination, การเติบโตขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขน

4การตรวจสอบขนขน (IPC-4554)
วิธีการ: ตรวจสอบพื้นผิวทองเหลืองใต้กล้องจุลทรรศน์ (การขยายขนาด 100 เท่า) หลังจากเก็บไว้ 1,000 ชั่วโมงที่ 50 °C/90% RH
หลักเกณฑ์การผ่าน: ไม่มีขนยาวเกิน 10μm (สําคัญสําหรับองค์ประกอบที่มีความยาว 0.5mm)

การประยุกต์ใช้ในโลกจริงในการควบคุมอุตสาหกรรม
ทองเหลืองท่วมได้พิสูจน์ความสามารถของมันในสถานที่อุตสาหกรรมที่หลากหลาย:
1เครื่องควบคุมอัตโนมัติโรงงาน
ผู้ผลิต PLCs (เครื่องควบคุมโลจิกที่สามารถเขียนโปรแกรมได้) เปลี่ยนจาก HASL ไปเป็นทองเหลืองดําน้ําสําหรับบอร์ด I / O pitch 0.65mm ของพวกเขา:
ผลลัพธ์: ความบกพร่องในการเชื่อมสะพานลดลงจาก 12% เป็น 1% ลดค่าใช้จ่ายในการปรับปรุงใหม่ลง 80,000 ดอลลาร์ต่อปี
ผลงานระยะยาว: หลังจาก 3 ปีในโรงงานแปรรูปอาหาร (ความชื้น 85%) 98% ของ PCB ไม่แสดงการกัดกรอง

2. PCB การกระจายพลังงาน
ผู้จําหน่ายแผ่นกระจายพลังงาน 480 วอลต์นําทองเหลืองทองแดงดําน้ํามาใช้ในบาร์บัสปริมาณสูงของเขา:
ปัญหา: ป้องกันการกัดกรอบไฟฟ้าในภายนอกที่เผชิญกับฝนและเกลือ
การแก้ไข: หมึกดําน้ําที่มีการเคลือบแบบสอดคล้อง สามารถรอดชีวิตได้ 800 ชั่วโมงของการทดสอบสเปรย์เกลือ
ผลกระทบ: ความล้มเหลวของสนามเนื่องจากการกัดกรองลดลง 75%

3อินเวอร์เตอร์พลังงานที่สามารถปรับปรุงได้
ผู้ผลิตเครื่องปรับปรุงพลังแสงอาทิตย์เลือกหมึกดําน้ําสําหรับส่วนประกอบ BGA ความกว้าง 0.5 มิลลิเมตร
ประโยชน์: พื้นผิวเรียบให้ความมั่นใจต่อผ่า BGA ที่น่าเชื่อถือ, โดยมี 0 ความล้มเหลวใน 5,000 + ยูนิต
ผลประกอบการทางความร้อน: ความสามารถในการนําไฟสูงของ Tin ช่วยในการระบายความร้อนจากครึ่งนําไฟฟ้า, ขยายอายุการใช้งานของอินเวอร์เตอร์ 2 ปี.

FAQs
Q: กระดาษหมึกดําน้ําเหมาะสําหรับ PCB อุตสาหกรรมอุณหภูมิสูง (125 ° C +) ไหม?
ตอบ: ใช่. ทองเหลืองท่วมยังคงคงที่ 150 ° C (เหนือจากอุตสาหกรรมเฉพาะอุณหภูมิการทํางาน) และทนต่อ 260 ° C การผสมผสานแบบถอยหลังโดยไม่ต้องทําลาย. สําหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (175 ° C +), พิจารณา ENIGแต่ทองเหลืองดําน้ําทํางานสําหรับระบบควบคุมอุตสาหกรรมส่วนใหญ่.

Q: ทองทองท่วมสามารถใช้กับทองหล่อที่ไร้鉛ได้หรือไม่?
ตอบ: แน่นอน ทองแดงแบบจมสร้างพันธะระหว่างโลหะที่แข็งแกร่งกับโลหะผสมที่ไม่มี鉛 (Sn-Ag-Cu) ตอบสนองมาตรฐาน RoHS และ IPC สําหรับการผลิตที่ไม่มี鉛

คําถาม: ทองแดงแบบจมน้ําสามารถรับมือการสั่นสะเทือนในเครื่องจักรอุตสาหกรรมได้อย่างไร
A: ทองแดงแบบจมน้ํา ผิวบางและเรียบร้อยติดกับทองแดงได้ดี ทนต่อการแตกภายใต้การสั่นสะเทือน (ทดสอบการกระแทก 20G ตาม MIL-STD-883H)สายเชื่อมของมันรักษาความแข็งแรงที่ดีกว่า HASL ในสภาพแวดล้อมสั่น.

คําถาม: ช่วงเวลาใช้งานของ PCB ทองจมน้ําเป็นเวลาเท่าไหร่?
A: 12~18 เดือนในถุงที่ปิดไว้ด้วยสารแห้ง ในสถานที่เก็บของเปิด (50% RH) มันยังคงขายได้ 6~9 เดือน ยาวกว่า OSP (3~6 เดือน) และเทียบเท่า HASL

คําถาม: สีหมึกดําน้ําแพงกว่า HASL ไหม?
ตอบ: ใช่ แต่ค่าธรรมเนียม (20% 50%) ถูกต้องด้วยค่าใช้จ่ายการปรับปรุงที่ต่ํากว่าและความน่าเชื่อถือสูงกว่า สําหรับการผลิตอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ (ยูนิต 10,000+)ความแตกต่างค่าใช้จ่ายรวมลดลงเป็น < 10% เมื่อมีปัญหากลดลง.

สรุป
ทองเหลืองท่วมได้กําหนดตัวเองเป็นความน่าเชื่อถือสูง, ประหยัดระดับสูง ปลายผิวสําหรับ PCB การควบคุมอุตสาหกรรม,และความเหมาะสมกับส่วนประกอบที่มีความละเอียดขณะที่มันต้องการการผลิตอย่างละเอียดเพื่อควบคุมความหนาและป้องกันการมีขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขทําให้มันเป็นทางเลือกที่เหมาะสมกับ ENIG สําหรับการใช้งานที่มีความน่าเชื่อถือสูง. For industrial engineers designing PCBs that must survive years of harsh conditions—from humid factories to outdoor power enclosures—immersion tin delivers the performance needed to minimize downtime and maximize operational efficiencyเมื่อระบบควบคุมอุตสาหกรรมมากขึ้นความสามารถของหมึกดําน้ําในการสนับสนุนองค์ประกอบที่หนาแน่นในขณะที่ทนต่อความเครียดของสิ่งแวดล้อมทําให้มันยังคงเป็นเทคโนโลยีที่สําคัญในอุตสาหกรรม.