เกี่ยวกับทอง เงิน และทองแดงในบอร์ด PCB

เกี่ยวกับทอง เงิน และทองแดงในบอร์ด PCB

แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องต่างๆ PCB บางครั้งเรียกว่า PWB (Printed Wire Board, แผงวงจรพิมพ์) มีการใช้มากขึ้นในฮ่องกง จีน และญี่ปุ่น แต่ตอนนี้ก็น้อยลงเรื่อยๆ (อันที่จริงแล้ว PCB และ PWB มีความแตกต่างกัน)

ในประเทศและภูมิภาคตะวันตก โดยทั่วไปเรียกว่า PCB ในภาคตะวันออก ชื่อจะแตกต่างกันไปตามประเทศและภูมิภาค ตัวอย่างเช่น ในจีนแผ่นดินใหญ่ ปัจจุบันเรียกว่าแผงวงจรพิมพ์ (ก่อนหน้านี้เรียกว่าแผงวงจรพิมพ์) และในไต้หวันโดยทั่วไปเรียกว่า PCB แผงวงจรเรียกว่าซับสเตรตอิเล็กทรอนิกส์ (วงจร) ในญี่ปุ่นและซับสเตรตในเกาหลี

PCB เป็นตัวรองรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และตัวพาสำหรับการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ส่วนใหญ่จะมีบทบาทในการสนับสนุนและเชื่อมโยงโครงข่าย เมื่อดูจากรูปลักษณ์ภายนอกแล้ว ชั้นนอกของแผงวงจรจะมีสามสีหลักๆ ได้แก่ สีทอง สีเงิน และสีแดงอ่อน จำแนกตามราคา: ทองคำมีราคาแพงที่สุด รองลงมาคือเงิน และสีแดงอ่อนมีราคาที่ถูกที่สุด อย่างไรก็ตาม วงจรภายในแผงวงจรส่วนใหญ่เป็นทองแดงบริสุทธิ์ กล่าวคือ แผงวงจรทองแดงเปลือย

ว่ากันว่ามีโลหะมีค่ามากมายบน PCB มีรายงานว่าโดยเฉลี่ยแล้ว สมาร์ทโฟนแต่ละเครื่องประกอบด้วยทองคำ {{0}.05 กรัม เงิน 0.26 กรัม และทองแดง 12.6 กรัม ทองคำในแล็ปท็อปนั้นมากกว่าโทรศัพท์มือถือถึง 10 เท่า!

เหตุใดจึงมีโลหะมีค่าบน PCB

ในการรองรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ PCB จำเป็นต้องมีส่วนประกอบการบัดกรีบนพื้นผิว ซึ่งต้องมีส่วนของชั้นทองแดงโผล่ออกมาเพื่อการบัดกรี ชั้นทองแดงที่ถูกเปิดเผยเหล่านี้เรียกว่าแผ่นอิเล็กโทรด โดยทั่วไปแผ่นอิเล็กโทรดจะเป็นทรงสี่เหลี่ยมหรือทรงกลมซึ่งมีพื้นที่ขนาดเล็ก ดังนั้นหลังจากใช้ตัวต้านทานการบัดกรีแล้ว สิ่งเดียวที่สัมผัสกับอากาศคือทองแดงบนแผ่น

แผ่นสัมผัสบน PCB มีชั้นทองแดงสัมผัสโดยตรง ส่วนนี้จำเป็นต้องได้รับการปกป้องจากการเกิดออกซิเดชัน

ทองแดงที่ใช้ใน PCB ถูกออกซิไดซ์ได้ง่าย หากทองแดงบนแผ่นอิเล็กโทรดถูกออกซิไดซ์ ไม่เพียงแต่จะบัดกรีได้ยากเท่านั้น แต่ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นอย่างมากด้วย ซึ่งส่งผลกระทบร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ดังนั้นแผ่นจึงถูกชุบด้วยโลหะเฉื่อยสีทอง หรือพื้นผิวถูกเคลือบด้วยชั้นเงินโดยกระบวนการทางเคมี หรือชั้นทองแดงถูกเคลือบด้วยฟิล์มเคมีพิเศษเพื่อป้องกันไม่ให้แผ่นสัมผัสกับอากาศ ป้องกันการเกิดออกซิเดชันและปกป้องแผ่นเพื่อให้แน่ใจว่าได้ผลผลิตในกระบวนการเชื่อมครั้งต่อไป

ทอง เงิน และทองแดงบน PCB

1. บอร์ดหุ้มทองแดง PCB

ลามิเนตเคลือบทองแดงเป็นวัสดุรูปทรงแผ่นที่ทำโดยการชุบผ้าใยแก้วหรือวัสดุเสริมแรงอื่นๆ ด้วยเรซิน และปิดด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านด้วยฟอยล์ทองแดงและการรีดร้อน

ยกตัวอย่างลามิเนตเคลือบทองแดงที่ใช้ผ้าใยแก้ว วัตถุดิบหลัก ได้แก่ คอปเปอร์ฟอยล์ ผ้าใยแก้ว และอีพอกซีเรซิน คิดเป็นประมาณ 32%, 29% และ 26% ของต้นทุนผลิตภัณฑ์ตามลำดับ

ลามิเนตหุ้มทองแดงเป็นวัสดุพื้นฐานของแผงวงจรพิมพ์ และแผงวงจรพิมพ์เป็นส่วนประกอบหลักที่ขาดไม่ได้สำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อวงจรได้ ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในระดับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ลามิเนตหุ้มทองแดงอิเล็กทรอนิกส์แบบพิเศษบางชนิดสามารถนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่พิมพ์โดยตรงได้ ตัวนำที่ใช้ในแผงวงจรพิมพ์โดยทั่วไปจะทำจากทองแดงขัดเงารูปฟอยล์บาง ๆ ซึ่งเป็นฟอยล์ทองแดงในความหมายแคบ

2. PCB แผงวงจรทองแช่

หากทองคำและทองแดงสัมผัสกันโดยตรง จะมีปฏิกิริยาทางกายภาพของการอพยพและการแพร่กระจายของอิเล็กตรอน (ความสัมพันธ์ระหว่างความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น) ดังนั้นชั้นของ "นิกเกิล" จะต้องถูกชุบด้วยไฟฟ้าก่อนเป็นชั้นกั้น จากนั้นจึงชุบทองด้วยไฟฟ้าที่ด้านบน ของนิกเกิล ดังนั้นสิ่งที่เราเรียกกันทั่วไปว่าทองชุบด้วยไฟฟ้า ชื่อจริงของทองจึงควรเรียกว่า "ทองนิกเกิลชุบด้วยไฟฟ้า"

ความแตกต่างระหว่างทองคำแข็งและทองอ่อนคือองค์ประกอบของชั้นสุดท้ายของทองคำที่ชุบ เมื่อชุบทอง คุณสามารถเลือกชุบทองบริสุทธิ์หรือโลหะผสมด้วยไฟฟ้าได้ เนื่องจากความแข็งของทองคำบริสุทธิ์ค่อนข้างอ่อน จึงถูกเรียกว่า "ทองคำอ่อน" - เนื่องจาก "ทอง" สามารถสร้างโลหะผสมที่ดีกับ "อลูมิเนียม" ได้ COB จึงต้องใช้ความหนาของชั้นทองคำบริสุทธิ์นี้โดยเฉพาะเมื่อทำลวดอลูมิเนียม นอกจากนี้ หากคุณเลือกโลหะผสมทอง-นิกเกิลที่ชุบด้วยไฟฟ้าหรือโลหะผสมทอง-โคบอลต์ เนื่องจากโลหะผสมจะแข็งกว่าทองคำบริสุทธิ์ จึงถูกเรียกว่า "ทองคำแข็ง"

ชั้นการชุบทองถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแผ่นส่วนประกอบ นิ้วทอง เศษขั้วต่อ ฯลฯ ของแผงวงจร กระดานหลักของแผงวงจรโทรศัพท์มือถือที่ใช้กันอย่างแพร่หลายส่วนใหญ่เป็นกระดานเคลือบทองหรือกระดานฝังทอง เมนบอร์ดคอมพิวเตอร์ แผงวงจรเสียง และแผงวงจรดิจิตอลขนาดเล็กโดยทั่วไปไม่ใช่แผงวงจรเคลือบทอง

ทองก็คือทองคำแท้ แม้ว่าจะมีการชุบเพียงชั้นบางๆ แต่ก็คิดเป็นเกือบ 10% ของต้นทุนของแผงวงจรแล้ว ทองคำถูกใช้เป็นชั้นชุบ ประการแรกเพื่อความสะดวกในการเชื่อม และประการที่สองเพื่อป้องกันการกัดกร่อน แม้ว่านิ้วทองของเมมโมรี่สติ๊กจะใช้มาหลายปีแล้ว แต่ก็ยังส่องสว่างเช่นเคย หากใช้ทองแดง อลูมิเนียม หรือเหล็ก พวกมันจะเกิดสนิมกลายเป็นกองขยะอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ราคาแผ่นเคลือบทองยังสูงและความแข็งแรงในการเชื่อมไม่ดีอีกด้วย เนื่องจากกระบวนการชุบนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า จึงมีแนวโน้มที่จะเกิดแผ่นสีดำได้ ชั้นนิกเกิลจะออกซิไดซ์เมื่อเวลาผ่านไป และความน่าเชื่อถือในระยะยาวก็เป็นปัญหาเช่นกัน

3. แผงวงจรเงินแช่ PCB

เงินแช่มีราคาถูกกว่าทองแช่ หาก PCB มีข้อกำหนดด้านการใช้งานสำหรับการเชื่อมต่อและต้องการลดต้นทุน การจุ่มซิลเวอร์ก็เป็นตัวเลือกที่ดี นอกจากนี้ เงินแช่มีความเรียบและสัมผัสที่ดี ดังนั้นจึงควรเลือกกระบวนการแช่เงิน