ប្រភេទលោហធាតុសម្រាប់គ្រឿងបន្លាស់អេឡិចត្រូនិច និងបច្ចេកទេសផលិតរបស់វា
អេឡិចត្រូនិចទំនើបត្រូវបានកំណត់មិនត្រឹមតែដោយការរចនាសៀគ្វី និងភាពទំនើបនៃបន្ទះឈីបប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងដោយការជ្រើសរើសលោហៈដែលត្រឹមត្រូវសម្រាប់សមាសធាតុនីមួយៗផងដែរ។ លោហៈដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ជាចរន្តអគ្គិសនី សម្ភារៈទំនាក់ទំនង ថ្នាំកូតប្រឆាំងនឹងការច្រេះ ខ្សែភ្លើងសមាសធាតុ សម្ភារៈផ្សារ និងសូម្បីតែសម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធសម្រាប់ឧបករណ៍ផ្ទុកកំដៅ និងការការពារអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ លោហៈនីមួយៗផ្តល់នូវលក្ខណៈផ្សេងៗគ្នា - ចរន្តអគ្គិសនី ភាពធន់នឹងការច្រេះ កម្លាំងមេកានិច ចំណុចរលាយ និងភាពងាយស្រួលនៃការផលិត - ដូច្នេះការជ្រើសរើសត្រូវតែត្រូវបានរៀបចំតាមតម្រូវការនៃកម្មវិធី។ អត្ថបទនេះពិភាក្សាអំពីប្រភេទលោហៈដែលត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងសមាសធាតុអេឡិចត្រូនិច និងបច្ចេកទេសផលិតរបស់វានៅក្នុងឧស្សាហកម្ម។
១. ទង់ដែង (Copper/Cu): ឆ្អឹងខ្នងនៃខ្សែចរន្តអគ្គិសនី
ទង់ដែង គឺជាលោហៈដ៏លេចធ្លោបំផុតនៅក្នុងអេឡិចត្រូនិច ដោយសារតែវាមានចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់ខ្លាំង ភាពអាចបត់បែនបាន និងតម្លៃទាក់ទងគ្នាបើប្រៀបធៀបទៅនឹងលោហៈដ៏មានតម្លៃ។ ទង់ដែងត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងបន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ព (PCBs) ខ្សែភ្លើង របុំម៉ូទ័រ/ត្រង់ស្វ័រ បាសបារ និងឧបករណ៍ភ្ជាប់។
បច្ចេកទេសផលិត៖
– ការចម្រាញ់ និងការចម្រាញ់ដោយអគ្គិសនី៖ រ៉ែទង់ដែងត្រូវបានចម្រាញ់ដើម្បីសម្រេចបានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ (ជាញឹកញាប់ >99,9%)។ សម្រាប់កម្មវិធីអេឡិចត្រូនិក ភាពបរិសុទ្ធគឺមានសារៈសំខាន់ដើម្បីធានាបាននូវភាពធន់ទាប។
– ការរមូរ និងការដុតដោយកម្តៅ៖ ទង់ដែងត្រូវបានរមូរទៅជាសន្លឹកស្តើងៗ (បន្ទះអាលុយមីញ៉ូម) សម្រាប់បន្ទះសៀគ្វី PCB បន្ទាប់មកត្រូវបានដុត (កំដៅ និងត្រជាក់តាមរបៀបដែលគ្រប់គ្រង) ដើម្បីធ្វើឱ្យវាកាន់តែអាចបត់បែនបាន និងងាយស្រួលដំណើរការ។
– ការស្រោបទង់ដែងដោយអគ្គិសនី៖ នៅក្នុងដំណើរការផលិត PCB ផ្លូវទង់ដែងអាចត្រូវបាន "ដាំដុះ" តាមរយៈការស្រោបដោយអគ្គិសនីនៅតំបន់ជាក់លាក់ ដើម្បីបង្កើនកម្រាស់ផ្លូវ។
2. អាលុយមីញ៉ូម (Al): ស្រាល ថោក និងអាចទុកចិត្តបានសម្រាប់កម្ដៅ
អាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ឧបករណ៍ផ្ទុកកំដៅ ស្រោម ស៊ុមឧបករណ៍ និងឧបករណ៍ផ្ទុកអេឡិចត្រូលីត (ជាបន្ទះអាលុយមីញ៉ូម)។ ទោះបីជាចរន្តអគ្គិសនីរបស់វាទាបជាងទង់ដែងក៏ដោយ អាលុយមីញ៉ូមមានលក្ខណៈពិសេសគឺទម្ងន់ស្រាល ភាពធន់នឹងការច្រេះ (ដោយសារតែស្រទាប់អុកស៊ីដធម្មជាតិរបស់វា) និងចរន្តកំដៅល្អ។
បច្ចេកទេសផលិត៖
– ការចាក់ដែកដោយម៉ាស៊ីន និងការច្របាច់ចេញ៖ ឧបករណ៍ផ្ទុកកម្ដៅច្រើនតែត្រូវបានផលិតដោយការច្របាច់ចេញ (រុញអាលុយមីញ៉ូមឆ្លងកាត់ម៉ាស៊ីន) ដើម្បីបង្កើតជាព្រុយត្រជាក់ ឬការចាក់ដែកសម្រាប់រាងស្មុគស្មាញ។
– អាណូឌីស៖ ដំណើរការអេឡិចត្រូគីមីដែលបង្កើតជាស្រទាប់អុកស៊ីដក្រាស់ និងមានស្ថេរភាពជាងមុន។ អាណូឌីសបង្កើនភាពធន់នឹងការច្រេះ និងអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈនៃការបញ្ចេញកំដៅ (អាស្រ័យលើការបញ្ចប់)។
– ការឆ្លាក់ (សម្រាប់បន្ទះអាលុយមីញ៉ូមសម្រាប់ដាក់កាប៉ាស៊ីទ័រ)៖ ផ្ទៃអាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានឆ្លាក់ដើម្បីបង្កើនផ្ទៃ ដោយហេតុនេះបង្កើនសមត្ថភាពក្នុងបរិមាណតិចតួច។
៣. សំណប៉ាហាំង (Sn) និងលោហធាតុដែក៖ ឧបករណ៍ភ្ជាប់រវាងសមាសធាតុនានា
សំណប៉ាហាំង គឺជាគ្រឿងផ្សំសំខាន់នៅក្នុងសារធាតុផ្សារ។ សារធាតុផ្សារភ្ជាប់សមាសធាតុទៅនឹងបន្ទះសៀគ្វី PCB ខណៈពេលដែលធានាបាននូវទំនាក់ទំនងអគ្គិសនី និងកម្លាំងមេកានិច។ សព្វថ្ងៃនេះ ឧស្សាហកម្មជាច្រើនប្រើប្រាស់សារធាតុផ្សារដែលគ្មានសារធាតុសំណ ដូចជា SAC (សំណប៉ាហាំង-ប្រាក់-ទង់ដែង) ដូចជា Sn-Ag-Cu។
បច្ចេកទេសផលិត៖
– ការធ្វើយ៉ាន់ស្ព័រ (ធ្វើយ៉ាន់ស្ព័រ)៖ សំណប៉ាហាំងត្រូវបានលាយជាមួយប្រាក់ និងទង់ដែងក្នុងសមាសធាតុជាក់លាក់មួយចំនួន ដើម្បីទទួលបានចំណុចរលាយ និងកម្លាំងភ្ជាប់សមស្រប។
– ការផ្សារឡើងវិញ៖ កាវបិទផ្សារត្រូវបានបោះពុម្ព (ការបោះពុម្ពស្ទីល) នៅលើបន្ទះ PCB បន្ទាប់មកកំដៅក្នុងឡផ្សារឡើងវិញ ដើម្បីឱ្យផ្សាររលាយ និងបង្កើតជាការតភ្ជាប់។
– ការផ្សារដោយរលក៖ សម្រាប់សមាសធាតុដែលមានរន្ធឆ្លងកាត់ បន្ទះត្រូវបានឆ្លងកាត់រលកនៃផ្សាររលាយ ដើម្បីឱ្យជើងសមាសធាតុត្រូវបានផ្សារ។
៤. មាស (Au): ទំនាក់ទំនងប្រឆាំងនឹងការច្រេះលំដាប់ខ្ពស់
មាសត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងឧបករណ៍ភ្ជាប់ បន្ទះទំនាក់ទំនង ខ្សែភ្លើងភ្ជាប់ និងថ្នាំកូតចំណុចទំនាក់ទំនង ដោយសារតែវាមានភាពធន់នឹងអុកស៊ីតកម្មខ្ពស់ និងចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់។ មាសធានានូវការតភ្ជាប់ដែលមានស្ថេរភាព សូម្បីតែក្រោមការប្រើប្រាស់ម្តងហើយម្តងទៀត និងនៅក្នុងបរិស្ថានសើមក៏ដោយ។
បច្ចេកទេសផលិត៖
– ការស្រោបមាសដោយអគ្គិសនី៖ ស្រទាប់មាសស្តើងមួយត្រូវបានលាបលើផ្ទៃឧបករណ៍ភ្ជាប់ ឬបន្ទះ។ កម្រាស់នេះត្រូវបានធ្វើឲ្យប្រសើរឡើងសម្រាប់ភាពធន់នឹងការពាក់ដោយមិនចាំបាច់ចំណាយច្រើនពេក។
– ការភ្ជាប់ខ្សែ៖ នៅក្នុងឧស្សាហកម្មស៊ីមីកុងដុកទ័រ ខ្សែមាស (ឬជម្រើសផ្សេងទៀត) ត្រូវបានប្រើដើម្បីភ្ជាប់ផ្សិតទៅនឹងស៊ុមនាំមុខដោយដំណើរការភ្ជាប់ទែម៉ូសូនិក/អ៊ុលត្រាសោន។
– ENIG លើ PCB៖ ការបញ្ចប់ដ៏ពេញនិយមមួយលើ PCB គឺ ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold)៖ នីកែលត្រូវបានស្រោបដោយគ្មានចរន្តអគ្គិសនី បន្ទាប់មកស្រទាប់មាសស្តើងមួយជាស្រទាប់ខាងក្រៅ។
៥. ប្រាក់ (Ag): ចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់បំផុតសម្រាប់ផ្លូវជាក់លាក់
ប្រាក់មានចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់បំផុតក្នុងចំណោមលោហធាតុទូទៅ ដែលធ្វើឱ្យវាត្រូវបានប្រើក្នុងកម្មវិធីឯកទេសដូចជា ចរន្តអគ្គិសនីដំណើរការខ្ពស់ កាវបិទចរន្តអគ្គិសនី ភ្នាសប៊ូតុង និងឧបករណ៍ភ្ជាប់មួយចំនួន។ បញ្ហាប្រឈមគឺថា ប្រាក់អាចប្រែជាស្រអាប់ដោយសារតែប្រតិកម្មរបស់វាជាមួយស្ពាន់ធ័រ។
បច្ចេកទេសផលិត៖
– បិទភ្ជាប់ប្រាក់ (ការបោះពុម្ពលើអេក្រង់)៖ នៅក្នុងសៀគ្វី ឬភ្នាសដែលអាចបត់បែនបាន លំនាំនៃខ្សែដឹកនាំប្រាក់ត្រូវបានបោះពុម្ពដោយប្រើបច្ចេកទេសបោះពុម្ពលើអេក្រង់ពិសេស បន្ទាប់មកស្ងួត/រឹង។
– ស្រោបប្រាក់៖ ការស្រោបប្រាក់ត្រូវបានធ្វើឡើងលើឧបករណ៍ភ្ជាប់មួយចំនួន ដើម្បីកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងទំនាក់ទំនង ជាពិសេសនៅចរន្តខ្ពស់។
៦. នីកែល (Ni): ថ្នាំកូតរបាំង និងភាពធន់នឹងការពាក់
នីកែលច្រើនតែដើរតួជាស្រទាប់របាំងមួយដើម្បីការពារការសាយភាយលោហៈ និងបង្កើនភាពធន់នឹងការពាក់នៅក្នុងឧបករណ៍ភ្ជាប់។ ក្នុងការបញ្ចប់ PCB នីកែលត្រូវបានប្រើមុនមាស (ឧ. ENIG) ពីព្រោះវាផ្តល់នូវកម្លាំង និងស្ថេរភាពដល់បន្ទះ។
បច្ចេកទេសផលិត៖
– ស្រោបនីកែលដោយមិនប្រើអគ្គិសនី៖ បង្កើតស្រទាប់នីកែលស្មើគ្នាដោយមិនប្រើចរន្តអគ្គិសនី សមរម្យសម្រាប់ធរណីមាត្រស្មុគស្មាញ។
– ការស្រោបនីកែលដោយអគ្គិសនី៖ ប្រើសម្រាប់ថ្នាំកូតដែលត្រូវការការគ្រប់គ្រងកម្រាស់ជាក់លាក់ជាងនេះ។
៧. ប៉ាឡាដ្យូម (Pd) និង ផ្លាទីន (Pt): មានស្ថេរភាពសម្រាប់ទំនាក់ទំនង និងថ្នាំកូត
ប៉ាឡាដ្យូមត្រូវបានប្រើនៅក្នុងឧបករណ៍ភ្ជាប់មួយចំនួន និងជាជម្រើសមួយជំនួសឱ្យការស្រោបមាស ដើម្បីបង្កើនភាពធន់នឹងការពាក់ក្នុងតម្លៃទាបជាង។ ផ្លាទីនមិនសូវត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅទេ ដោយសារតែតម្លៃខ្ពស់របស់វា ប៉ុន្តែភាពធន់នឹងសារធាតុគីមីខ្ពស់របស់វាធ្វើឱ្យវាសមស្របសម្រាប់កម្មវិធីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាមួយចំនួន។
បច្ចេកទេសផលិត៖
– ថ្នាំកូតជ្រើសរើស៖ Pd ជារឿយៗត្រូវបានថ្នាំកូតជ្រើសរើសលើតំបន់ទំនាក់ទំនងសម្រាប់តែប្រសិទ្ធភាពចំណាយប៉ុណ្ណោះ។
– ការផលិតអេឡិចត្រូតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា៖ Pt អាចត្រូវបានបង្កើតឡើងទៅជាអេឡិចត្រូតស្តើងៗតាមរយៈការដាក់ស្រទាប់លីចូក្រាហ្វី និងការធ្វើលំនាំ (ជាពិសេសនៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងឧបករណ៍មីក្រូ)។
៨. ដែក ដែកថែប និងយ៉ាន់ស្ព័ររចនាសម្ព័ន្ធ៖ កម្លាំងមេកានិច និងការការពារ
យ៉ាន់ស្ព័រដែកថែប និងដែកត្រូវបានប្រើសម្រាប់ស៊ុម វីស តួ និងស្រោមដែលត្រូវការកម្លាំង។ លើសពីនេះ លោហៈសន្លឹកមួយចំនួនអាចត្រូវបានប្រើជាការការពារ EMI។
បច្ចេកទេសផលិត៖
– ការបោះត្រា និងការពត់កោង៖ សន្លឹកដែកត្រូវបានកាត់ (បោះត្រា) និងពត់ដើម្បីផលិតតង្កៀប គម្រប និងស៊ុម។
– ថ្នាំកូតប្រឆាំងនឹងការច្រេះ៖ ជាធម្មតាដែកថែបត្រូវបានស្រោបដោយស័ង្កសី (ស័ង្កសី) នីកែល ឬថ្នាំកូតថ្នាំលាប/ម្សៅ ដើម្បីធ្វើឱ្យវាធន់នឹងច្រែះ។
– ការបង្កើតកំប៉ុងការពារ៖ របាំង EMI នៅលើ PCB ជារឿយៗត្រូវបានផលិតចេញពីសន្លឹកដែកស្តើងៗដែលត្រូវបានបោះត្រា បន្ទាប់មកភ្ជាប់ជាមួយស្នោ ឬក្លីប។
៩. ស៊ុមដែក៖ ទង់ដែង និងយ៉ាន់ស្ព័រទង់ដែងសម្រាប់ការវេចខ្ចប់ IC
នៅក្នុងកញ្ចប់ IC មួយចំនួន ស៊ុមសំណត្រូវបានផលិតពីទង់ដែង ឬយ៉ាន់ស្ព័ររបស់វា ដោយសារតែវាមានចរន្តអគ្គិសនីល្អ និងភាពងាយស្រួលនៃការផ្សិតយ៉ាងជាក់លាក់។
បច្ចេកទេសផលិត៖
– ការបោះត្រាជាបន្តបន្ទាប់៖ សន្លឹកដែកត្រូវបានដំណើរការជាដំណាក់កាលតាមរយៈផ្សិតដើម្បីបង្កើតជាជើងរបស់ IC។
– ការឆ្លាក់ដោយគីមី៖ ជម្រើសមួយសម្រាប់ការឆ្លាក់លម្អិតល្អិតល្អន់ ដោយប្រើសារធាតុគីមីដើម្បី «ឆ្លាក់» លំនាំស៊ុមក្បាល។
– ការស្រោប (Sn, Ni, Ag, Au): ស៊ុមខ្សែត្រូវបានស្រោបដើម្បីបង្កើនសមត្ថភាពផ្សារ និងភាពធន់នឹងការច្រេះ។
១០. លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យសម្រាប់ការជ្រើសរើសលោហៈក្នុងអេឡិចត្រូនិច
ការជ្រើសរើសលោហៈមិនមែនគ្រាន់តែអំពីចរន្តអគ្គិសនីនោះទេ។ អ្នករចនាក៏ពិចារណាផងដែរអំពី៖
១. ចរន្តអគ្គិសនី និងភាពធន់នឹងការប៉ះ (ឧ. ទង់ដែង ប្រាក់ មាស)។
2. ភាពធន់នឹងអុកស៊ីតកម្ម/ការច្រេះ (មាសមានគុណភាពល្អជាង នីកែលជារបាំង)។
៣. កម្លាំងមេកានិច និងការពាក់ (ដែកថែប នីកែល ប៉ាឡាដ្យូម)។
៤. ការអនុវត្តកម្ដៅ (អាលុយមីញ៉ូមសម្រាប់ឧបករណ៍លិចកម្ដៅ)។
៥. ភាពឆបគ្នានៃដំណើរការផលិតដូចជាការផ្សារឡើងវិញ ការស្រោប និងការបោះត្រា។
៦. តម្លៃ និងភាពអាចរកបាននៃសម្ភារៈ និងស្ថេរភាពនៃខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់។
Penutup
លោហៈគឺជា "មូលដ្ឋានគ្រឹះរូបវន្ត" ដែលអាចឱ្យសញ្ញាអគ្គិសនីហូរបាន កំដៅរលាយបាត់ និងការតភ្ជាប់មានរយៈពេលយូរនៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិច។ ទង់ដែងគ្របដណ្ដប់លើផ្លូវចរន្ត អាលុយមីញ៉ូមពូកែខាងគ្រប់គ្រងកំដៅ សំណប៉ាហាំង និងយ៉ាន់ស្ព័ររបស់វាភ្ជាប់សមាសធាតុជាមួយគ្នាតាមរយៈការផ្សារ ខណៈពេលដែលមាស ប្រាក់ នីកែល និងប៉ាឡាដ្យូមធានានូវគុណភាពទំនាក់ទំនង និងភាពធន់នឹងការច្រេះ។ នៅពីក្រោយលោហៈទាំងនេះ បច្ចេកទេសផលិតដូចជាការរមូរ ការបោះត្រា ការច្របាច់ចេញ ការឆ្លាក់ ការដាក់បន្ទះ និងការផ្សារឡើងវិញ គឺជាគន្លឹះនៃការផលិតសមាសធាតុអេឡិចត្រូនិចយ៉ាងច្រើនដែលមានគុណភាពខ្ពស់។ តាមរយៈការយល់ដឹងអំពីលក្ខណៈនៃលោហៈ និងបច្ចេកទេសផលិតរបស់វា យើងអាចរចនាឧបករណ៍ដែលអាចទុកចិត្តបាន មានប្រសិទ្ធភាព និងប្រើប្រាស់បានយូរជាងមុន។
ប្រសិនបើអ្នកចង់បាន ខ្ញុំអាចកែសម្រួលអត្ថបទនេះទៅតាមបរិបទជាក់លាក់មួយ — ឧទាហរណ៍ ដោយផ្តោតលើឧស្សាហកម្ម PCB ឧបករណ៍ភ្ជាប់ ឬ SMT — ហើយបន្ថែមគន្ថនិទ្ទេស និងធនធានបច្ចេកទេស។
