تشطيب سطح لوحة الدوائر المطبوعة
| تشطيب السعر | القيمة النموذجية | مزود |
| إدارة الإطفاء التطوعية | 0.3~0.55um, 0.25~0.35um | إنثون |
| شيكوكو الكيميائية | ||
| يوافق | أو: 0.03~0.12 ميكرومتر، نيكل: 2.5~5 ميكرومتر | ATO التكنولوجيا / تشوانغ تشى |
| ENIG الانتقائي | أو: 0.03~0.12 ميكرومتر، نيكل: 2.5~5 ميكرومتر | ATO التكنولوجيا / تشوانغ تشى |
| ملحمي | Au: 0.05~0.125 ميكرومتر، Pd: 0.05~0.3 ميكرومتر | تشوانغ زهي |
| في: 3~10 ميكرومتر | ||
| الذهب الصلب | الاتحاد الأفريقي: 0.127 ~ 1.5um، ني: دقيقة 2.5um | جهة الدفع/قانون العدالة الاقتصادية الأوروبية |
| الذهب الناعم | الاتحاد الأفريقي: 0.127 ~ 0.5um، ني: دقيقة 2.5um | سمكة |
| علبة غمر | الحد الأدنى: 1 ميكرومتر | إنثون / تقنية ATO |
| فضة مغمورة | 0.127~0.45 ميكرومتر | ماكديرميد |
| HASL خالي من الرصاص | 1~25um | نيهون سوبيريور |
نظرًا لوجود النحاس في الهواء على شكل أكاسيد، فإنه يؤثر سلبًا على قابلية اللحام والأداء الكهربائي للوحات الدوائر المطبوعة (PCBs). لذا، من الضروري إجراء عملية تشطيب سطحية لها. فإذا لم يتم تشطيب سطحها، قد تحدث مشاكل في اللحام، وفي الحالات الشديدة، قد يتعذر لحام نقاط اللحام والمكونات. يُقصد بتشطيب سطح لوحة الدوائر المطبوعة عملية تشكيل طبقة سطحية عليها، بهدف ضمان جودة اللحام والأداء الكهربائي. وتتوفر أنواع عديدة من التشطيبات السطحية للوحات الدوائر المطبوعة.
تسوية اللحام بالهواء الساخن (HASL)
هي عملية تطبيق لحام القصدير والرصاص المنصهر على سطح لوحة الدوائر المطبوعة، ثم تسويتها (نفخها) بهواء مضغوط ساخن، مما يُشكّل طبقة طلاء مقاومة لأكسدة النحاس وتُحسّن قابلية اللحام. خلال هذه العملية، من الضروري ضبط المعايير المهمة التالية: درجة حرارة اللحام، ودرجة حرارة سكين الهواء الساخن، وضغط سكين الهواء الساخن، ومدة الغمر، وسرعة الرفع، وغيرها.
ميزة HASL
1. مدة تخزين أطول.
2. ترطيب جيد للفوطة الصحية وتغطية جيدة للنحاس.
3. نوع خالٍ من الرصاص (متوافق مع توجيهات RoHS) واسع الاستخدام.
4. تكنولوجيا ناضجة، تكلفة منخفضة.
5. مناسب جداً للفحص البصري والاختبار الكهربائي.
ضعف نظام HASL
1. غير مناسب لتوصيل الأسلاك.
2. بسبب السطح الهلالي الطبيعي للحام المنصهر، يكون التسطيح ضعيفًا.
3. لا ينطبق على مفاتيح اللمس السعوية.
4. بالنسبة للألواح الرقيقة جدًا، قد لا يكون طلاء HASL مناسبًا. قد تتسبب درجة الحرارة العالية للحمام في انحناء لوحة الدائرة.
2. إدارة الإطفاء التطوعية
OSP هو اختصار لمادة حافظة قابلة للحام عضوية، تُعرف أيضًا باسم مادة حافظة للحام. باختصار، يتم رش OSP على سطح نقاط لحام النحاس لتوفير طبقة واقية مصنوعة من مواد كيميائية عضوية. يجب أن تتمتع هذه الطبقة بخصائص مثل مقاومة الأكسدة، ومقاومة الصدمات الحرارية، ومقاومة الرطوبة لحماية سطح النحاس من الصدأ (الأكسدة أو الفلكنة، وما إلى ذلك) في الظروف العادية. مع ذلك، في عملية اللحام اللاحقة ذات درجة الحرارة العالية، يجب إزالة هذه الطبقة الواقية بسهولة وسرعة بواسطة مادة الصهر، حتى يتمكن سطح النحاس النظيف المكشوف من الالتصاق مباشرةً باللحام المنصهر لتكوين وصلة لحام قوية في وقت قصير جدًا. بعبارة أخرى، يتمثل دور OSP في العمل كحاجز بين النحاس والهواء.
ميزة OSP
1. بسيط وبأسعار معقولة؛ تشطيب السطح عبارة عن طلاء بالرش فقط.
2. سطح وسادة اللحام ناعم للغاية، مع استواء مماثل لـ ENIG.
3. خالٍ من الرصاص (متوافق مع معايير RoHS) وصديق للبيئة.
4. قابل لإعادة التشكيل.
نقاط ضعف OSP
1. ضعف قابلية التبلل.
2. إن الطبيعة الشفافة والرقيقة للغشاء تعني أنه من الصعب قياس الجودة من خلال الفحص البصري وإجراء الاختبارات عبر الإنترنت.
3. عمر خدمة قصير، ومتطلبات عالية للتخزين والمناولة.
4. ضعف الحماية للثقوب المطلية.
فضة مغمورة
يتمتع الفضة بخصائص كيميائية مستقرة. يمكن للوحات الدوائر المطبوعة المُعالجة بتقنية غمر الفضة أن تحافظ على أداء كهربائي جيد حتى عند تعرضها لدرجات حرارة عالية ورطوبة عالية وبيئات ملوثة، كما تحافظ على قابلية جيدة للحام حتى وإن فقدت بريقها. تعتمد تقنية غمر الفضة على تفاعل إزاحة يتم فيه ترسيب طبقة من الفضة النقية مباشرة على النحاس. في بعض الأحيان، تُدمج تقنية غمر الفضة مع طبقات OSP لمنع تفاعل الفضة مع الكبريتيدات الموجودة في البيئة.
مزايا الفضة المغمورة
1. قابلية عالية للحام.
2. سطح مستوٍ جيد.
3. منخفض التكلفة وخالٍ من الرصاص (متوافق مع معايير RoHS).
4. ينطبق على توصيل أسلاك الألومنيوم.
ضعف الفضة المغمورة
1. متطلبات تخزين عالية وسهولة التلوث.
2. فترة تجميع قصيرة بعد إخراجها من العبوة.
3. صعوبة إجراء الاختبارات الكهربائية.
علبة غمر
بما أن جميع أنواع اللحام تعتمد على القصدير، فإن طبقة القصدير تتوافق مع أي نوع من أنواع اللحام. بعد إضافة مواد عضوية إلى محلول غمر القصدير، تتخذ طبقة القصدير بنية حبيبية، مما يتغلب على المشاكل الناجمة عن شعيرات القصدير وهجرة القصدير، مع الحفاظ على استقرار حراري جيد وقابلية عالية للحام.
يمكن لعملية القصدير بالغمر أن تشكل مركبات بين فلزية مسطحة من النحاس والقصدير لجعل القصدير بالغمر يتمتع بقابلية لحام جيدة دون أي مشاكل تتعلق بالتسطيح أو انتشار المركبات بين الفلزية.
مزايا القصدير المغمور
1. ينطبق على خطوط الإنتاج الأفقية.
2. ينطبق على معالجة الأسلاك الدقيقة واللحام الخالي من الرصاص، وينطبق بشكل خاص على عملية التجعيد.
3. التسطيح جيد جداً، وهو مناسب لتقنية التجميع السطحي (SMT).
ضعف القصدير الغاطس
1. يتطلب مساحة تخزين كبيرة، مما قد يتسبب في تغير لون بصمات الأصابع.
2. قد تتسبب شعيرات القصدير في حدوث دوائر قصر ومشاكل في وصلات اللحام، مما يؤدي إلى تقصير العمر الافتراضي.
3. صعوبة إجراء الاختبارات الكهربائية.
4. تتضمن العملية مواد مسرطنة.
يوافق
طلاء ENIG (الطلاء النيكل بالذهب بالغمر الكيميائي) هو طلاء سطحي شائع الاستخدام، يتكون من طبقتين معدنيتين، حيث يُرسب النيكل مباشرةً على النحاس، ثم تُطلى ذرات الذهب على النحاس من خلال تفاعلات الإزاحة. يتراوح سمك طبقة النيكل الداخلية عادةً بين 3 و6 ميكرومتر، بينما يتراوح سمك طبقة الذهب الخارجية عادةً بين 0.05 و0.1 ميكرومتر. يشكل النيكل طبقة عازلة بين اللحام والنحاس. أما وظيفة الذهب فهي منع أكسدة النيكل أثناء التخزين، مما يطيل مدة صلاحيته، كما أن عملية طلاء الذهب بالغمر تُنتج سطحًا أملسًا للغاية.
تتضمن عملية طلاء النيكل بالذهب (ENIG) الخطوات التالية: التنظيف ← الحفر ← المحفز ← الطلاء الكيميائي بالنيكل ← ترسيب الذهب ← تنظيف المخلفات
مزايا ENIG
1. مناسب للحام الخالي من الرصاص (متوافق مع توجيهات RoHS).
2. نعومة سطح ممتازة.
3. عمر تخزين طويل وسطح متين.
4. مناسب لربط أسلاك الألومنيوم.
ضعف ENIG
1. باهظ الثمن بسبب استخدام الذهب.
2. عملية معقدة، يصعب التحكم بها.
3. سهولة حدوث ظاهرة الوسادة السوداء.
النيكل/الذهب الإلكتروليتي (الذهب الصلب/الذهب اللين)
ينقسم الذهب النيكل الإلكتروليتي إلى نوعين: "الذهب الصلب" و"الذهب اللين". يتميز الذهب الصلب بنقاوة منخفضة ويُستخدم عادةً في موصلات حواف لوحات الدوائر المطبوعة، أو نقاط التلامس، أو غيرها من المناطق المقاومة للتآكل. وقد يختلف سمك الذهب حسب المتطلبات. أما الذهب اللين، فيتميز بنقاوة أعلى ويُستخدم عادةً في توصيل الأسلاك.
ميزة النيكل/الذهب الإلكتروليتي
1. مدة صلاحية أطول.
2. مناسب لتوصيل مفاتيح التلامس والأسلاك.
3. الذهب الصلب مناسب للاختبارات الكهربائية.
4. خالٍ من الرصاص (متوافق مع توجيهات RoHS)
ضعف النيكل/الذهب الإلكتروليتي
1. أغلى أنواع التشطيبات السطحية.
2. تتطلب عملية الطلاء الكهربائي للأطراف الذهبية أسلاكًا موصلة إضافية.
3. يتميز الذهب بضعف قابليته للحام. فبسبب سمك طبقات الذهب، يصبح لحام الطبقات السميكة أكثر صعوبة.
ملحمي
تُستخدم تقنية طلاء النيكل والبلاديوم والذهب بالغمر الكيميائي (ENEPIG) بشكل متزايد في تشطيب أسطح لوحات الدوائر المطبوعة (PCB). بالمقارنة مع تقنية ENIG، تضيف ENEPIG طبقة إضافية من البلاديوم بين النيكل والذهب لحماية طبقة النيكل من التآكل ومنع تكوّن الزوائد السوداء التي تتشكل بسهولة في عملية تشطيب أسطح ENIG. يبلغ سمك طبقة النيكل حوالي 3-6 ميكرومتر، وسمك طبقة البلاديوم حوالي 0.1-0.5 ميكرومتر، وسمك طبقة الذهب 0.02-0.1 ميكرومتر. على الرغم من أن سمك طبقة الذهب في ENEPIG أقل من سمكها في ENIG، إلا أن تكلفتها أعلى. مع ذلك، ساهم الانخفاض الأخير في أسعار البلاديوم في جعل سعر ENEPIG في متناول شريحة أوسع من المستهلكين.
ميزة ENEPIG
1. يتمتع بجميع مزايا ENIG، ولا توجد ظاهرة الوسادة السوداء.
2. أكثر ملاءمة لربط الأسلاك من ENIG.
3. لا يوجد خطر للتآكل.
4. فترة تخزين طويلة، خالٍ من الرصاص (متوافق مع توجيهات RoHS)
نقاط ضعف ENEPIG
1. عملية معقدة، يصعب التحكم بها.
2. التكلفة العالية.
3. إنها طريقة جديدة نسبياً ولم تنضج بعد.