גימור משטח PCB
| גימור פני השטח | ערך אופייני | סַפָּק |
| מכבי אש מתנדבים | 0.3~0.55um, 0.25~0.35um | אנתון |
| שיקוקו כימיקל | ||
| לְהַסכִּים | או: 0.03~0.12um, Ni: 2.5~5um | ATO tech/Chuang Zhi |
| ENIG סלקטיבי | או: 0.03~0.12um, Ni: 2.5~5um | ATO tech/Chuang Zhi |
| אנפי | Au: 0.05~0.125um, Pd: 0.05~0.3um, | צ'ואנג ז'י |
| ב: 3~10um | ||
| זהב קשה | Au : 0.127~1.5um , Ni : min 2.5um | משלם/EEJA |
| זהב רך | Au : 0.127~0.5um , Ni : min 2.5um | לָדוּג |
| פח טבילה | דקה: 1 ממ | אנתון / ATO טק |
| טבילה כסף | 0.127~0.45um | מקדרמיד |
| HASL ללא עופרת | 1~25um | ניהון סופריור |
בשל העובדה שנחושת קיימת בצורה של תחמוצות באוויר, היא משפיעה באופן רציני על יכולת ההלחמה והביצועים החשמליים של PCB. לכן, יש צורך לבצע גימור פני השטח של PCBs. אם פני השטח של PCB לא גמורים, קל לגרום לבעיות הלחמה וירטואלית, ובמקרים חמורים לא ניתן להלחים רפידות הלחמה ורכיבים. גימור משטח PCB מתייחס לתהליך של יצירה מלאכותית של שכבת פני השטח על PCB. מטרת גימור ה-PCB היא להבטיח של-PCB יכולת הלחמה טובה או ביצועים חשמליים. ישנם סוגים רבים של גימור משטח עבור PCBs.
פילוס הלחמה באוויר חם (HASL)
זהו תהליך של מריחת הלחמת עופרת בדיל מותך על פני השטח של PCB, שיטוח (נשיפה) שלו באוויר דחוס מחומם ויצירת שכבת ציפוי שגם עמידה בפני חמצון נחושת וגם מספקת יכולת הלחמה טובה. במהלך תהליך זה, יש צורך לשלוט בפרמטרים החשובים הבאים: טמפרטורת הלחמה, טמפרטורת סכין אוויר חם, לחץ סכין אוויר חם, זמן טבילה, מהירות הרמה וכו'.
היתרון של HASL
1. זמן אחסון ארוך יותר.
2. הרטבת כרית טובה וכיסוי נחושת.
3. סוג נטול עופרת בשימוש נרחב (תואם RoHS).
4. טכנולוגיה בוגרת, עלות נמוכה.
5. מתאים מאוד לבדיקה ויזואלית ובדיקה חשמלית.
חולשה של HASL
1. לא מתאים להדבקת חוטים.
2. בשל המניסקוס הטבעי של ההלחמה המותכת, השטיחות ירודה.
3. לא ישים למתגי מגע קיבוליים.
4. לפנלים דקים במיוחד, ייתכן ש-HASL לא יתאים. הטמפרטורה הגבוהה של האמבטיה עלולה לגרום למעגל המעגל להתעוות.
2. מכבי אש מתנדבים
OSP הוא הקיצור של Organic Solderability Preservative, הידוע גם כ-perlold. בקיצור, OSP הוא זה שיש לרסס על פני השטח של רפידות הלחמת נחושת כדי לספק סרט הגנה העשוי מכימיקלים אורגניים. סרט זה חייב להיות בעל תכונות כגון עמידות בחמצון, עמידות בפני זעזועים תרמיים ועמידות בפני לחות כדי להגן על משטח הנחושת מפני חלודה (חמצון או גיפור וכו') בסביבות רגילות. עם זאת, בהלחמה בטמפרטורה גבוהה לאחר מכן, סרט מגן זה חייב להיות מוסר בקלות על ידי השטף במהירות, כך שמשטח הנחושת הנקי החשוף יוכל להיקשר מיד עם ההלחמה המומסת ליצירת מפרק הלחמה חזק תוך זמן קצר מאוד. במילים אחרות, תפקיד ה-OSP הוא לשמש מחסום בין נחושת לאוויר.
יתרון של OSP
1. פשוט ובמחיר סביר; גימור פני השטח הוא רק ציפוי בהתזה.
2. פני השטח של כרית ההלחמה חלקים מאוד, עם שטוחות הדומה ל-ENIG.
3. נטול עופרת (תואם לתקני RoHS) וידידותי לסביבה.
4. ניתן לעיבוד מחדש.
חולשה של OSP
1. הרטבה ירודה.
2. האופי הברור והדק של הסרט גורם לכך שקשה למדוד איכות באמצעות בדיקה ויזואלית וביצוע בדיקות מקוונות.
3. חיי שירות קצרים, דרישות גבוהות לאחסון וטיפול.
4. הגנה לקויה עבור חורים דרך מצופים.
טבילה כסף
לכסף יש תכונות כימיות יציבות. ה-PCB המעובד על ידי טכנולוגיית טבילת כסף עדיין יכול לספק ביצועים חשמליים טובים גם כאשר הוא חשוף לטמפרטורה גבוהה, לחות ומזוהמת, כמו גם לשמור על יכולת הלחמה טובה גם אם הוא עלול לאבד את הברק שלו. כסף טבילה היא תגובת עקירה שבה שכבה של כסף טהור מונחת ישירות על נחושת. לפעמים, כסף טבילה משולב עם ציפוי OSP כדי למנוע מכסף להגיב עם סולפידים בסביבה.
היתרון של טבילה כסף
1. יכולת הלחמה גבוהה.
2. שטוחות פני השטח טובה.
3. עלות נמוכה וללא עופרת (תואם לתקני RoHS).
4. ישים לחיבור חוטי Al.
חולשה של טבילה כסף
1. דרישות אחסון גבוהות וקל להיות מזוהם.
2. זמן חלון הרכבה קצר לאחר ההוצאה מהאריזה.
3. קשה לבצע בדיקות חשמל.
פח טבילה
מכיוון שכל ההלחמה מבוססת על פח, שכבת הפח יכולה להתאים לכל סוג של הלחמה. לאחר הוספת תוספים אורגניים לתמיסת טבילת הפח, מבנה שכבת הפח מציג מבנה גרגירי, המתגבר על הבעיות הנגרמות משפם פח ומנדידת הפח, תוך יציבות תרמית טובה ויכולת הלחמה טובה.
תהליך הטבילה יכול ליצור תרכובות בין-מתכתיות של פח נחושת שטוחות כדי להפוך לפח טבילה יכולת הלחמה טובה ללא שום בעיות שטוחות או דיפוזיה של תרכובות בין-מתכתיות.
יתרון של פח טבילה
1. מתאים לקווי ייצור אופקיים.
2. ישים לעיבוד חוטים עדינים והלחמה נטולת עופרת, ישים במיוחד לתהליך כיווץ.
3. השטיחות טובה מאוד, ישימה ל-SMT.
חולשה של פח טבילה
1. דרישת אחסון גבוהה, עלולה לגרום לטביעות אצבע לשנות צבע.
2. שפם פח עלולים לגרום לקצרים ולבעיות במפרקי הלחמה, ובכך לקצר את חיי המדף.
3. קשה לבצע בדיקות חשמל.
4. התהליך כרוך בחומרים מסרטנים.
לְהַסכִּים
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) הוא ציפוי גימור משטח בשימוש נרחב המורכב מ-2 שכבות מתכת, כאשר ניקל מושקע ישירות על נחושת ואז אטומי זהב מצופים על נחושת באמצעות תגובות עקירה. עובי השכבה הפנימית של ניקל הוא בדרך כלל 3-6um, ועובי התצהיר של שכבת הזהב החיצונית הוא בדרך כלל 0.05-0.1um. הניקל יוצר שכבת מחסום בין הלחמה לנחושת. תפקידו של הזהב הוא למנוע חמצון ניקל במהלך האחסון, ובכך להאריך את חיי המדף, אך תהליך זהב טבילה יכול גם לייצר שטוחות משטח מעולה.
זרימת העיבוד של ENIG היא: ניקוי-->צריבה-->זרז-->ציפוי ניקל כימי-->השקעת זהב-->שאריות ניקוי
היתרונות של ENIG
1. מתאים להלחמה ללא עופרת (תואמת RoHS).
2. חלקות משטח מעולה.
3. חיי מדף ארוכים ומשטח עמיד.
4. מתאים לחיבור חוטי אל.
חולשה של ENIG
1. יקר בגלל שימוש בזהב.
2. תהליך מורכב, קשה לשליטה.
3. קל ליצור תופעת כרית שחורה.
ניקל/זהב אלקטרוליטי (זהב קשה/זהב רך)
זהב ניקל אלקטרוליטי מחולק ל"זהב קשה" ו"זהב רך". לזהב קשיח טוהר נמוך והוא נפוץ באצבעות זהב (מחברי קצה PCB), מגעי PCB או אזורים עמידים בפני שחיקה אחרים. עובי הזהב עשוי להשתנות בהתאם לדרישות. לזהב רך יש טוהר גבוה יותר והוא נפוץ בשימוש בחיבור תיל.
יתרון של ניקל/זהב אלקטרוליטי
1. חיי מדף ארוכים יותר.
2. מתאים למתג מגע ולחיבור חוט.
3. זהב קשה מתאים לבדיקות חשמליות.
4. ללא עופרת (תואם RoHS)
חולשה של ניקל/זהב אלקטרוליטי
1. גימור פני השטח היקר ביותר.
2. לחשוף אצבעות זהב יש צורך בחוטים מוליכים נוספים.
3. לזהב יש יכולת הלחמה גרועה. בשל עובי הזהב, שכבות עבות יותר קשות יותר להלחמה.
אנפי
ניקל ללא אלקטרו אלקטרוללא אלקטרו פלדיום טבילה זהב או ENEPIG נמצא יותר ויותר בשימוש עבור גימור משטח PCB. בהשוואה ל-ENIG, ENEPIG מוסיף שכבה נוספת של פלדיום בין ניקל לזהב כדי להגן עוד יותר על שכבת הניקל מפני קורוזיה ולמנוע יצירת רפידות שחורות שנוצרות בקלות בתהליך גימור פני השטח ENIG. עובי השקיעה של ניקל הוא כ-3-6um, עובי הפלדיום הוא כ-0.1-0.5um ועובי הזהב הוא 0.02-0.1um. למרות שעובי הזהב קטן יותר מ-ENIG, ה-ENEPIG יקר יותר. עם זאת, הירידה האחרונה בעלויות הפלדיום הפכה את המחיר של ENEPIG למשתלם יותר.
היתרון של ENEPIG
1. יש את כל היתרונות של ENIG, ללא תופעת רפידות שחורות.
2. מתאים יותר לחיבור חוט מאשר ENIG.
3. אין סכנת קורוזיה.
4. זמן אחסון ארוך, ללא עופרת (תואם RoHS)
חולשה של ENEPIG
1. תהליך מורכב, קשה לשליטה.
2. עלות גבוהה.
3. זו שיטה חדשה יחסית ועדיין לא בשלה.