2025-08-04
รูปภาพที่สร้างขึ้นโดยลูกค้า
ทองแดงแบบจมน้ําได้ปรากฏขึ้นเป็นการทําปลายพื้นผิวที่หลากหลายสําหรับ PCB, ค่าสมดุล,และความสอดคล้องกับส่วนประกอบที่มีความละเอียด ทําให้มันเป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมจากรถยนต์ไปยังอิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคไม่เหมือนกับ ENIG (ฐานทองคํา) หรือ HASL (ฐานผสมผสม) การเสร็จสิ้น, ทองแดงดําน้ําใช้กระบวนการฝังเคมีเพื่อสร้างชั้นบาง, ชนิดเดียวกันของทองแดงบริสุทธิ์บนพัดทองแดงให้ข้อดีพิเศษสําหรับการออกแบบ PCB ที่ทันสมัยอย่างไรก็ตาม การนําประโยชน์ของมันไปใช้งาน ต้องการการเลือกออกแบบอย่างรอบคอบ จากพีดจีโอเมตรี ไปยังโปรโตคอลการเก็บของที่ครอบคลุมข้อพิจารณาสําคัญ, ปัญหาที่ควรหลีกเลี่ยง, และวิธีการที่มันตกลงกับการทําปลายอื่น ๆ.
ประเด็นสําคัญ
1.ทองเหลืองท่วมให้ผิวเรียบ, soldable เหมาะสมสําหรับส่วนประกอบ pitch 0.4 มิลลิเมตร, ลด solder bridging โดย 50% เทียบกับ HASL
2กติกาการออกแบบสําหรับหมึกดําน้ําประกอบด้วยขนาดแผ่นขั้นต่ํา (≥ 0.2 มิลลิเมตร), ระยะห่างจากแผ่น (≥ 0.1 มิลลิเมตร) และความเข้ากันได้กับเครื่องเชื่อมไร้鉛 (Sn-Ag-Cu)
3มันมีค่าใช้จ่ายที่ประสิทธิภาพ: ราคาถูกกว่า ENIG 30% แต่แพงกว่า HASL 20% และมีอายุการใช้งานมากกว่า 12 เดือนในสถานที่เก็บรักษาที่ควบคุมได้
4การออกแบบที่เหมาะสมลดความเสี่ยง เช่น หนวดทองเหลืองและการกัดรัดพัด ปลอดภัยในการใช้งานในอุตสาหกรรมและรถยนต์
การ ผสม หมึก หมึก หมึก หมึก
ทองแดงแบบจมเป็นกระบวนการจมทางเคมีที่ฝากชั้นบาง (0.8 ∼2.5 μm) ของทองแดงบริสุทธิ์บนแผ่น PCB ทองแดงโดยไม่ใช้ไฟฟ้า กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาเรดอ๊อกซ์:อัตโนมูลทองแดงบนพื้นผิว PCB จะละลายในสารแก้ไขการเคลือบขณะที่ไอออนหมึกในสารละลายถูกลดลงและเคลือบบนทองแดงที่เปิดเผย
พื้นผิวเรียบ (ความอดทน ± 3μm) ที่สําคัญสําหรับองค์ประกอบที่มีความละเอียด เช่น BGA และ QFN
ชั้นที่เชื่อมต่อที่สร้างพันธะระหว่างโลหะที่แข็งแกร่งกับเชื่อมต่อระหว่างการไหลกลับ
ป้องกันการออกซิเดชั่น ป้องกันพัดทองแดงจากการกัดกร่อนระหว่างการเก็บและการประกอบ
ไม่เหมือนกับการเคลือบหมึกแบบเอเลคโทรลิต (ที่ใช้กระแสไฟฟ้า) กระดาษหมึกแบบดําน้ําจะให้ความคุ้มกันแบบเรียบร้อย แม้กระทั่งบนแผ่นขนาดเล็กที่อุดหน่ํา ทําให้มันเหมาะสมสําหรับ PCB ความหนาแน่นสูง
ทําไมต้องเลือกทองเหลืองทองเหลืองท่วมสําหรับการออกแบบ PCB?
ความนิยมของทองแดงแบบจมน้ํามาจากการผสมผสานความสามารถและความเป็นจริงที่พิเศษของมัน
1. ความเข้ากันกับส่วนประกอบ Fine-Pitch
PCB ที่ทันสมัยใช้ BGA ขนาด 0.4 มิลลิเมตร, 01005 passive และส่วนประกอบ QFN ขนาดแคบที่ดิ้นรนกับการเสร็จไม่ราบรื่นเช่น HASL
a.ลดการเชื่อมต่อของปั๊มผสมระหว่างปั๊มที่ห่างกันใกล้ (0.2 มิลลิเมตรหรือน้อยกว่า)
b. รับประกันความชื้นของ solder อย่างต่อเนื่องบนแผ่นเล็ก ๆ (0.2 มม × 0.2 มม) หลีกเลี่ยง "ข้อแห้ง"
c.การศึกษาของ IPC พบว่าทองเหลืองท่วมลดความบกพร่องในการผสมผสานความละเอียด 40% เมื่อเทียบกับ HASL โดยอัตราการสะดุดลดจาก 12% เป็น 7% ในการประกอบความละเอียด 0.5 มม.
2ความเหมาะสมและความสามารถในการผสม
ทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลือง:
a.การชื้นเร็ว: สะพายผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสมผสม
b. การเชื่อมต่อที่แข็งแกร่ง: ทองเหลืองเป็นส่วนผสมระหว่างโลหะที่น่าเชื่อถือ (Cu6Sn5) กับทองแดง, รับประกันความมั่นคงทางกลและทางไฟฟ้า
c. ความอดทนต่อการปรับปรุงใหม่: สามารถดําเนินการได้ตลอด 2~3 รอบการไหลกลับโดยไม่เกิดการทําลายล้างที่สําคัญ มีประโยชน์สําหรับการสร้างต้นแบบหรือการซ่อมแซมในสนาม
3ค่าใช้จ่ายและประสิทธิภาพการผลิต
ทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลือง
a.ค่าใช้จ่ายของวัสดุ: ต่ํากว่า ENIG 30% (ไม่มีทอง) และสูงกว่า HASL 20% แต่มีอาการบกพร่องน้อยลงลดค่าใช้จ่ายในการปรับปรุง
b.ความเร็วในการประมวลผล: เร็วกว่า ENIG (510 นาทีต่อแผ่น VS 1520 นาที) รองรับการผลิตปริมาณสูง (10,000 หน่วย / วัน)
c.ความเข้ากันได้กับสายมาตรฐาน: สามารถบูรณาการในกระแสการทํางานการผลิต PCB ที่มีอยู่โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ
4. ความทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมปานกลาง
ขณะที่ไม่แข็งแกร่งเท่า ENIG ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ทองแดงดําน้ําให้ความคุ้มกันที่เพียงพอสําหรับการใช้งานหลาย ๆ ประการ
a. ทนกับการทดสอบสเปรย์เกลือ 300+ ชั่วโมง (ASTM B117) ทําผลงานได้ดีกว่า OSP (24~48 ชั่วโมง) และตรงกับ HASL
b.ทนความชื้น (85% RH) เป็นเวลา 6 เดือนขึ้นไปในสถานที่เก็บรักษาที่ปิดปิด เหมาะสําหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคและระบบอุตสาหกรรมภายในบ้าน
ข้อ พิจารณา การ ออกแบบ ที่ สําคัญ สําหรับ หมึก หมึก
เพื่อให้ผลงานของหมึกดําน้ําสูงสุด การออกแบบ PCB ต้องคํานวณถึงคุณสมบัติและข้อจํากัดที่พิเศษของมัน
1. พีดเจอเมทรีและขนาด
ผนังบางของหมึกท่วมและกระบวนการฝากเคมีต้องการการออกแบบแผ่นเฉพาะเจาะจง
a. ขนาดแผ่นขั้นต่ํา: ≥0.2mm × 0.2mm.แผ่นขนาดเล็กกว่า (เช่น 0.15mm) อาจมีผิวทองเหลืองครอบคลุมไม่เท่าเทียมกัน ส่งผลให้เกิดการออกซิเดน
b.รูปร่างของพัด: หลีกเลี่ยงมุมคม; ใช้พัดกลม (รัศมี ≥ 0.05 มม) เพื่อป้องกันความแตกต่างของความหนาของหมึกที่ขอบ
c. การเปลี่ยนจากรอยไปยังพัด: การเปลี่ยนจากรอยไปยังพัดอย่างช้าช้า (มุม 10 ̊~15 ̊) เพื่อหลีกเลี่ยงความเครียดที่สามารถทําให้หมึกเปลือกในระหว่างการหมุนเวียนความร้อน
2. ระยะห่างและระยะว่าง
สแตนทับซึมมีความรู้สึกต่อการปนเปื้อนและการตัดสายสั้นมากกว่าการทําปลายหนา เช่น HASL:
a.ระยะห่างจากพัดไปยังพัด: ≥0.1mm สําหรับองค์ประกอบที่มีความละเอียด เพื่อลดความเสี่ยงของการสะกด.สําหรับ BGA ที่มีความละเอียด 0.4mm เพิ่มระยะห่างเป็น 0.12mm
b.ระยะระหว่างรอยกับพัด: ≥0.08mm เพื่อป้องกัน "การหลั่งเลือด" จากพัดเป็นรอย ซึ่งอาจทําให้เกิดการตัดสายสั้น
c. ความสะอาดของหน้ากากผสม: จงเก็บหน้ากากผสมห่างจากขอบพัด 0.05 มม. เพื่อหลีกเลี่ยงการปกปิดหมึก ซึ่งทําให้ความสามารถในการผสมหักเสื่อมลง
3ความเข้ากันได้กับวัสดุและกระบวนการ
ทองเหลืองท่วมกับวัสดุ PCB อื่นๆ ซึ่งต้องเลือกให้ดี
a.Substrates: ใช้กับ FR4 มาตรฐาน, FR4 Tg สูง, และแม้แต่พอลิไมด์ยืดหยุ่น ไม่มีข้อจํากัดของวัสดุ.
b.หน้ากากผสม: ใช้หน้ากากผสมเหลวที่สามารถรักษาด้วย UV (เช่น LPISM) แทนฟิล์มแห้ง เนื่องจากหน้ากากผสมเหลวติดกับหมึกได้ดีกว่า
c. การเลือกฟลัคซ์: เลือกฟลัคซ์ที่ไม่สะอาดหรือเหลือเหลือน้อยที่ออกแบบมาสําหรับการทําปลายหมึก; ฟลัคซ์ที่รุนแรงสามารถทําลายหมึกตามเวลา
4ความเครียดทางอุณหภูมิและทางกล
ทองทองหลอมมีความยืดหยุ่น แต่สามารถแตกได้ภายใต้แรงกดดันอย่างมาก
a.เขตบิด (PCB แข็งแกร่ง-ยืดหยุ่น): หลีกเลี่ยงการวางพัดทองเหลืองในพื้นที่บิด; หากจําเป็น, ใช้ทองเหลืองหนากว่า (2.0 ~ 2.5μm) และบิดรัศมีเพื่อลดความเครียด
b. หมุนเวียนทางความร้อน: ออกแบบให้ ΔT สูงสุด 125 °C (ตัวอย่างเช่น -40 °C ถึง 85 °C) เพื่อป้องกันการแยกหมึก-ทองแดง
c. น้ําหนักส่วนประกอบ: สําหรับส่วนประกอบที่หนัก (เช่น เครื่องเชื่อม) ใช้พัดขนาดใหญ่ (≥ 1.0 mm2) เพื่อกระจายความเครียดและป้องกันการยกพัด
การลดลดข้อจํากัดของทองเหลือง
เช่นเดียวกับการเสร็จสิ้นใด ๆ ทองแดงดําน้ํามีจุดอ่อนที่สามารถแก้ไขได้ด้วยการออกแบบเชี่ยวชาญ:
1หนวดหมึก
หนวดหมึกเป็นเส้นใยที่กระชับไฟได้บาง ที่สามารถเติบโตจากชั้นหมึก ส่งผลให้เกิดวงจรสั้นใน PCB ความดันสูง เพื่อลดความเสี่ยงให้น้อยที่สุด
a.ความหนาของหมึก: ให้หมึกอยู่ระหว่าง 1.0 ~ 2.0μm ชั้นหนากว่า (≥ 2.5μm) จะเพิ่มความเครียดภายใน, ส่งเสริมการเติบโตของขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขนขน
b.การเผาผงหลังการเคลือบ: กําหนดการเผาผงที่ 125 °C เป็นเวลา 24 ชั่วโมงเพื่อบรรเทาความเครียดในชั้นหมึกลดการเกิดหนอน 90%
c. การเคลือบแบบสอดคล้อง: ใช้ชั้นเคลือบอะคริลิคหรือซิลิโคน 20-30μm บนพื้นที่ที่เคลือบด้วยทองเหลืองในการใช้งานที่มีความเสี่ยงสูง (เช่น ECU ของรถยนต์)
2. การกัดกรองในสภาพแวดล้อมความชื้น / อุตสาหกรรม
ทองทองจมน้ําเปราะบางต่อความชื้นและสารเคมี
a.การเคลือบขอบ: ขอบ PCB แผ่นด้วยหมึกเพื่อปิดขอบชั้น, ป้องกันความชื้นเข้า
b. ห้องปิด: ใช้ห้อง IP65 สําหรับการใช้งานภายนอกหรือความชื้น (เช่นเซ็นเซอร์ทางทะเล)
c.หลีกเลี่ยงการเผชิญกับซัลฟ์เฟอร์: ซัลฟ์เฟอร์ในก๊าซอุตสาหกรรมปฏิกิริยากับทองเหลือง, สร้างซัลฟิดทองเหลืองที่ไม่นําไฟ. ใช้เคลือบแบบที่ทนทานซัลฟ์เฟอร์ถ้าการเผชิญอาจเกิดขึ้น
3. ความเสื่อมของความสามารถในการผสมช้อนตามเวลา
ความสามารถในการเชื่อมของหมึกแบบจมน้ําลดลงเมื่อเก็บไว้นาน
a.เงื่อนไขการเก็บรักษา: ระบุถุงกันความชื้นที่ปิดด้วยสารแห้ง (RH < 30%) และอายุการใช้งาน 12 เดือน
b.ทําความสะอาดก่อนการประกอบ: ใช้แอลกอฮอลล์ไอโซโพรพิล (IPA) เพื่อกําจัดร่องนิ้วมือหรือสารปนเปื้อนก่อนการผสม
c. การออกแบบเพื่อการหมุนเวียนอย่างรวดเร็ว: ทําให้การผลิต PCB สอดคล้องกับตารางการประกอบ เพื่อใช้บอร์ดภายใน 6 เดือนหลังจากการเคลือบ
ทองเหลืองแบบจมกับเครื่องทําความสําเร็จด้านผิวอื่น ๆ
การเลือกการเสร็จสมบูรณ์ที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับความต้องการของการออกแบบของคุณ นี่คือวิธีการเปรียบเทียบหมึกดําน้ํา
| ลักษณะ | หมึกจมน้ํา | ENIG | HASL (ไร้หมึก) | OSP |
|---|---|---|---|---|
| พื้นผิวเรียบ | ±3μm (ดีเยี่ยม) | ± 2μm (ดีเยี่ยม) | ± 10μm (ยาก) | ± 1μm (ดีเยี่ยม) |
| อายุการใช้งาน (ปิด) | 12-18 เดือน | 24+ เดือน | 12+ เดือน | 3-6 เดือน |
| ค่าใช้จ่าย (สัมพันธ์) | 1.2x | 1.8 ∙ 2.5x | 1x | 0.9x |
| ความทนทานต่อการกัดกร่อน | 300+ ชั่วโมง (สเปรย์เกลือ) | 1,000+ ชั่วโมง | 200~300 ชั่วโมง | < 100 ชั่วโมง |
| ความ เหมาะ สม ใน การ ปัด | 0.4 มิลลิเมตร (ดีที่สุด) | 0.4 มิลลิเมตร (ดีที่สุด) | ≥0.8mm (อันตราย) | 0.4 มิลลิเมตร (ดีที่สุด) |
| ดีที่สุดสําหรับ | รถยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ | การแพทย์ การบิน | โครงการที่ใช้ราคาถูก และมีแผ่นขนาดใหญ่ | อุปกรณ์ความเร็วสูง มีอายุสั้น |
การ ใช้ งาน ที่ มี ความ สดใส
ทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลืองทองเหลือง
1อิเล็กทรอนิกส์รถยนต์
ADAS Sensors: โมดูลราดาร์ 0.5mm pitch มีประโยชน์จากความเรียบของทองเหลืองดําน้ํา, รับประกันต่อผสม BGA ที่น่าเชื่อถือ
ระบบข้อมูลบันเทิง: ทนกับอุณหภูมิห้องพัก 85 °C และทนต่อการเผชิญหน้ากับสารเคมีเล็ก ๆ น้อย ๆ (เช่นเครื่องดื่มที่ไหลมา)
ระบบบริหารแบตเตอรี่ (BMS): เหมาะสมกับเครื่องผสมที่ไม่มีหมึก เป็นสิ่งสําคัญสําหรับมาตรฐานความปลอดภัยของ EV
2อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภค
สมาร์ทโฟน / แท็บเล็ต: ทําให้ BGA ขนาด 0.4 มิลลิเมตรสําหรับโปรเซสเซอร์, ลดขนาดบอร์ดลง 10% 15%
เครื่องสวมใส่: การออกแบบที่บางและเบาจะเข้ากันได้ดีกับกระดาษหมึกดําน้ําความหนาอย่างน้อย
คอนโซลเกมส์: จัดการ 2 หมุนเวียนการไหลกลับ 3 ช่วงระหว่างการประกอบ, ลดความบกพร่องการผลิต.
3การควบคุมอุตสาหกรรม
PCBs อัตโนมัติโรงงาน: ทนต่ออุณหภูมิการทํางาน 105 °C และการเผชิญหน้ากับน้ํามัน / เคมีบางครั้ง
เครื่องประกอบเซ็นเซอร์: อุปสรรคค่าใช้จ่ายและความน่าเชื่อถือสําหรับเซ็นเซอร์อุตสาหกรรมระดับกลาง (เช่น อุณหภูมิ ความดัน)
การทดสอบ PCBs ทองหมึกแบบดําน้ํา
ยืนยันผลการทํางานของหมึกดําน้ําด้วยการทดสอบต่อไปนี้:
ความสามารถในการผสม (IPC-TM-650 2.4.12): หม้อท่วมในเครื่องเชื่อม 250 °C; ≥95% ลงน้ําภายใน 2 วินาที แสดงถึงความสามารถในการเชื่อมที่ดี
สเปรย์เกลือ (ASTM B117): การเผชิญหน้า 300 ชั่วโมงกับการกัดกร่อน < 5% ยืนยันการป้องกันที่เพียงพอ
อุณหภูมิ (IPC-9701): 1,000 รอบ (-40 °C ถึง 125 °C) เพื่อตรวจสอบการเปลือกหมึกหรือการเติบโตของขน
การตรวจสอบขน (IPC-4554): การวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ (100x) หลังการเก็บรักษา 1,000 ชั่วโมง เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีขน > 10μm
FAQs
คําถาม: ทองทองดําน้ําสามารถใช้กับทั้งทองทองทองทองไร้鉛และทองทองทองทองทองทองทองได้หรือไม่
ตอบ: ใช่ แต่มันถูกปรับปรุงให้เหมาะสมกับโลหะเชื่อมไร้鉛 (Sn-Ag-Cu) โลหะเชื่อมด้วยโลหะเชื่อมด้วยโลหะเชื่อมสามารถทําให้มีขนลวดโลหะเพราะปฏิกิริยาระหว่างโลหะ ดังนั้นการเชื่อมไร้鉛จึงแนะนํา
Q: ความกว้างของรอยขั้นต่ําเท่าไรที่เข้ากันได้กับหมึกดําน้ํา?
A: รอยรอย 50μm (0.002") ทํางานได้อย่างน่าเชื่อถือ แต่ให้ความสะอาด 0.1mm ระหว่างรอยรอยและพัดเพื่อป้องกันการตัดสั้น
คําถาม: ทองทองท่วมส่งผลต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณความถี่สูงหรือไม่
A: No ผิวบางและเรียบร้อยของมันมีผลกระทบอย่างน้อยต่ออัตราต่อรอง ( ≤ 1% ความแตกต่างสําหรับร่องรอย 50Ω) ทําให้มันเหมาะสําหรับการออกแบบ 10GHz +
ถาม: สีหมึกดําน้ําจะใช้ได้อย่างไรในภายนอก?
A: มันทํางานสําหรับอุปกรณ์ภายนอกที่คุ้มกัน (เช่น ไดรฟ์ LED ภายนอก) แต่ต้องการการเคลือบที่สอดคล้องกับการเผชิญหน้าโดยตรงกับฝน / สเปรย์เกลือ
คําถาม: สีหมึกท่วมสามารถใช้ได้บน PCB ที่ยืดหยุ่น?
ตอบ: ใช่ หนา 1.5μm ทองเหลืองและมุมแผ่นกลมเพื่อป้องกันการแตกระหว่างการบิด
สรุป
การทําปลายหมึกแบบจมน้ําให้ผสมผสานที่น่าสนใจของความราบเรียบ, ความสามารถในการผสมและประสิทธิภาพในเรื่องค่าใช้จ่ายสําหรับการออกแบบ PCB ที่ทันสมัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนประกอบที่มีความละเอียดโดยปฏิบัติตามแนวทางที่ดีที่สุดในการออกแบบ, ระยะห่างและความสอดคล้องของวัสดุ วิศวกรสามารถลดความจํากัดของมัน, รับประกันความน่าเชื่อถือในอุปกรณ์รถยนต์, ผู้บริโภคและอุตสาหกรรม.
ขณะที่ไม่เหมาะสมสําหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (ที่ ENIG ยอดเยี่ยม) หรือการออกแบบที่ราคาต่ําสุด (ที่ HASL กําหนด)PCB ที่มีประสิทธิภาพสูง ที่ขับเคลื่อนเทคโนโลยีในปัจจุบันด้วยการออกแบบและการจัดการอย่างรอบคอบ มันคือการเสร็จสิ้นที่ให้ผลงานและคุณค่า
ส่งข้อสอบของคุณตรงมาหาเรา
