Vàng, bạc và đồng trong bảng PCB khoa học phổ biến

Bảng mạch in (PCB) là một linh kiện điện tử cơ bản được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm điện tử và liên quan khác nhau. PCB đôi khi được gọi là PWB (Bảng dây in). Trước đây ở Hồng Kông và Nhật Bản nhiều hơn nhưng hiện tại thì ít hơn (thực tế là PCB và PWB khác nhau). Ở các nước và khu vực phương Tây, nó thường được gọi là PCB. Ở phương Đông, nó có tên khác nhau do các quốc gia và khu vực khác nhau. Ví dụ, nó thường được gọi là bảng mạch in ở Trung Quốc đại lục (trước đây gọi là bảng mạch in), và nó thường được gọi là PCB ở Đài Loan. Bảng mạch được gọi là chất nền điện tử (mạch) ở Nhật Bản và chất nền ở Hàn Quốc.

 

PCB là sự hỗ trợ của các linh kiện điện tử và là vật mang kết nối điện của các linh kiện điện tử, chủ yếu là hỗ trợ và kết nối. Nhìn từ bên ngoài, lớp ngoài của bảng mạch chủ yếu có ba màu: vàng, bạc và đỏ nhạt. Phân loại theo giá: vàng đắt nhất, bạc thứ hai và đỏ nhạt là rẻ nhất. Tuy nhiên, hệ thống dây dẫn bên trong bảng mạch chủ yếu là đồng nguyên chất, tức là đồng trần.

Người ta nói rằng vẫn còn nhiều kim loại quý trên PCB. Được biết, trung bình mỗi điện thoại thông minh chứa 0,05g vàng, 0,26g bạc và 12,6g đồng. Hàm lượng vàng trong laptop gấp 10 lần điện thoại di động!

 

Là chất hỗ trợ cho các linh kiện điện tử, PCB yêu cầu hàn các linh kiện trên bề mặt và một phần lớp đồng phải lộ ra để hàn. Những lớp đồng lộ ra này được gọi là miếng đệm. Các miếng đệm thường có hình chữ nhật hoặc tròn với diện tích nhỏ. Vì vậy, sau khi sơn mặt nạ hàn, phần đồng duy nhất trên miếng đệm sẽ tiếp xúc với không khí.

 

Đồng được sử dụng trong PCB rất dễ bị oxy hóa. Nếu đồng trên tấm đệm bị oxy hóa, không chỉ khó hàn mà điện trở suất cũng tăng lên rất nhiều, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của sản phẩm cuối cùng. Do đó, miếng đệm được mạ vàng kim loại trơ, hoặc bề mặt được phủ một lớp bạc thông qua quá trình hóa học, hoặc một màng hóa học đặc biệt được sử dụng để phủ lên lớp đồng để ngăn miếng đệm tiếp xúc với không khí. Ngăn chặn quá trình oxy hóa và bảo vệ miếng đệm, để nó có thể đảm bảo năng suất trong quá trình hàn tiếp theo.

 

1. Tấm phủ đồng PCB
Tấm phủ đồng là vật liệu dạng tấm được làm bằng cách ngâm tẩm vải sợi thủy tinh hoặc các vật liệu gia cố khác bằng nhựa ở một mặt hoặc cả hai mặt bằng lá đồng và ép nóng.
Lấy tấm đồng phủ bằng sợi thủy tinh làm ví dụ. Nguyên liệu thô chính của nó là lá đồng, vải sợi thủy tinh và nhựa epoxy, lần lượt chiếm khoảng 32%, 29% và 26% giá thành sản phẩm.

Nhà máy sản xuất bo mạch

Tấm đồng phủ là vật liệu cơ bản của bảng mạch in, và bảng mạch in là thành phần chính không thể thiếu để hầu hết các sản phẩm điện tử đạt được khả năng kết nối mạch. Với sự cải tiến không ngừng của công nghệ, một số tấm phủ đồng điện tử đặc biệt có thể được sử dụng trong những năm gần đây. Trực tiếp sản xuất linh kiện điện tử dạng in. Các dây dẫn được sử dụng trong bảng mạch in thường được làm bằng đồng tinh chế giống như lá mỏng, nghĩa là lá đồng theo nghĩa hẹp.

2. Bảng mạch vàng ngâm PCB

Nếu vàng và đồng tiếp xúc trực tiếp sẽ xảy ra phản ứng vật lý di chuyển và khuếch tán điện tử (mối quan hệ giữa chênh lệch điện thế), do đó, một lớp “niken” phải được mạ điện làm lớp rào cản, sau đó vàng được mạ điện trên đó. phần trên của niken nên chúng ta thường gọi là vàng mạ điện, tên thật của nó nên gọi là “vàng niken mạ điện”.
Sự khác biệt giữa vàng cứng và vàng mềm là thành phần của lớp vàng cuối cùng được mạ lên. Khi mạ vàng, bạn có thể chọn mạ vàng nguyên chất hoặc hợp kim. Vì độ cứng của vàng nguyên chất tương đối mềm nên còn được gọi là “vàng mềm”. Vì “vàng” có thể tạo thành hợp kim tốt với “nhôm” nên COB sẽ đặc biệt yêu cầu độ dày của lớp vàng nguyên chất này khi chế tạo dây nhôm. Ngoài ra, nếu chọn mạ điện hợp kim vàng-niken hoặc hợp kim vàng-coban, vì hợp kim sẽ cứng hơn vàng nguyên chất nên còn gọi là “vàng cứng”.

Nhà máy sản xuất bo mạch

Lớp mạ vàng được sử dụng rộng rãi trong các miếng đệm linh kiện, ngón tay vàng và mảnh đầu nối của bảng mạch. Bo mạch chủ của các bảng mạch điện thoại di động được sử dụng rộng rãi nhất hầu hết là bảng mạ vàng, bảng vàng ngâm, bo mạch chủ máy tính, âm thanh và bảng mạch kỹ thuật số nhỏ nói chung không phải là bảng mạ vàng.

Vàng là vàng thật. Dù chỉ mạ một lớp rất mỏng cũng đã chiếm tới gần 10% giá thành của bảng mạch. Việc sử dụng vàng làm lớp mạ là một lớp để tạo điều kiện thuận lợi cho việc hàn và lớp kia để ngăn ngừa sự ăn mòn. Ngay cả ngón tay vàng của chiếc thẻ nhớ đã dùng mấy năm vẫn chập chờn như xưa. Nếu bạn sử dụng đồng, nhôm hoặc sắt, nó sẽ nhanh chóng rỉ sét thành một đống sắt vụn. Ngoài ra, giá thành của tấm mạ vàng tương đối cao và độ bền hàn kém. Do sử dụng quy trình mạ niken điện phân nên khả năng xảy ra sự cố đĩa đen. Lớp niken sẽ bị oxy hóa theo thời gian và độ tin cậy lâu dài cũng là một vấn đề.

3. Bảng mạch bạc ngâm PCB
Immersion Silver rẻ hơn Immersion Gold. Nếu PCB có yêu cầu về chức năng kết nối và cần giảm chi phí thì Immersion Silver là một lựa chọn tốt; kết hợp với độ phẳng và tiếp xúc tốt của Immersion Silver thì nên chọn quy trình Immersion Silver.

 

Immersion Silver có nhiều ứng dụng trong các sản phẩm truyền thông, ô tô, thiết bị ngoại vi máy tính và nó cũng có ứng dụng trong thiết kế tín hiệu tốc độ cao. Vì Bạc ngâm có đặc tính điện tốt mà các phương pháp xử lý bề mặt khác không thể sánh được nên nó cũng có thể được sử dụng trong các tín hiệu tần số cao. EMS khuyến nghị sử dụng quy trình ngâm bạc vì nó dễ lắp ráp và có khả năng kiểm tra tốt hơn. Tuy nhiên, do các khiếm khuyết như xỉn màu và các lỗ hàn ở mối hàn, nên sự phát triển của bạc ngâm đã chậm lại (nhưng không giảm).

mở rộng
Bảng mạch in được sử dụng làm vật mang kết nối của các linh kiện điện tử tích hợp và chất lượng của bảng mạch sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của thiết bị điện tử thông minh. Trong số đó, chất lượng mạ của bảng mạch in đặc biệt quan trọng. Mạ điện có thể cải thiện khả năng bảo vệ, khả năng hàn, độ dẫn điện và khả năng chống mài mòn của bảng mạch. Trong quy trình sản xuất bảng mạch in, mạ điện là một bước quan trọng. Chất lượng mạ điện có liên quan đến sự thành công hay thất bại của toàn bộ quá trình và hiệu suất của bảng mạch.

Các quy trình mạ điện chính của pcb là mạ đồng, mạ thiếc, mạ niken, mạ vàng, v.v. Mạ điện đồng là lớp mạ cơ bản để kết nối điện của các bảng mạch; mạ thiếc là điều kiện cần thiết để sản xuất các mạch điện có độ chính xác cao làm lớp chống ăn mòn trong xử lý mẫu; mạ điện niken là mạ điện một lớp rào cản niken trên bảng mạch để ngăn chặn sự thẩm tách đồng và vàng; mạ vàng ngăn chặn sự thụ động của bề mặt niken để đáp ứng hiệu suất hàn và chống ăn mòn của bảng mạch.