גימור משטח PCB
| גימור פני השטח | ערך טיפוסי | סַפָּק |
| מחלקת כיבוי אש מתנדבים | 0.3~0.55 מיקרומטר, 0.25~0.35 מיקרומטר | אנתון |
| שיקוקו כימיקל | ||
| לְהַסכִּים | או: 0.03~0.12um, ניקל: 2.5~5um | ATO tech/Chuang Zhi |
| ENIG סלקטיבי | או: 0.03~0.12um, ניקל: 2.5~5um | ATO tech/Chuang Zhi |
| אנפיק | Au: 0.05~0.125 מיקרומטר, Pd: 0.05~0.3 מיקרומטר | צ'ואנג ז'י |
| ב: 3 ~ 10 מיקרון | ||
| 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 |
| טבילת פח | מינימום: 1um | טכנאי אנתון / ATO |
| כסף טבילה | 0.127~0.45 מיקרון | מקדרמיד |
| HASL ללא עופרת | 1~25 מיקרון | ניהון סופריור |
בשל העובדה שנחושת קיימת בצורת תחמוצות באוויר, היא משפיעה קשות על יכולת ההלחמה והביצועים החשמליים של מעגלים מודפסים (PCBs). לכן, יש צורך לבצע גימור פני השטח של מעגלים מודפסים. אם פני השטח של מעגלים מודפסים אינם מעובדים, קל לגרום לבעיות הלחמה פיזיות, ובמקרים חמורים, לא ניתן להלחים את משטחי ההלחמה והרכיבים. גימור פני השטח של מעגל מודפס מתייחס לתהליך של יצירה מלאכותית של שכבת פני השטח על גבי מעגל מודפס. מטרת גימור המעגל המודפס היא להבטיח שלמעגל המודפס יכולת הלחמה או ביצועים חשמליים טובים. ישנם סוגים רבים של גימורי פני השטח עבור מעגלים מודפסים.
יישור הלחמה באוויר חם (HASL)
זהו תהליך של מריחת הלחמה מותכת ועופרת על פני השטח של לוח מודפס (PCB), ריצוף (ניפוח) שלה באוויר דחוס מחומם ויצירת שכבת ציפוי עמידה בפני חמצון נחושת ומספקת יכולת הלחמה טובה. במהלך תהליך זה, יש לשלוט בפרמטרים החשובים הבאים: טמפרטורת הלחמה, טמפרטורת סכין אוויר חם, לחץ סכין אוויר חם, זמן טבילה, מהירות הרמה וכו'.
יתרון של HASL
1. זמן אחסון ארוך יותר.
2. הרטבה טובה של הרפידות וכיסוי נחושת.
3. סוג נטול עופרת (תואם RoHS) בשימוש נרחב.
4. טכנולוגיה בוגרת, עלות נמוכה.
5. מתאים מאוד לבדיקה ויזואלית ובדיקות חשמליות.
חולשה של HASL
1. לא מתאים להדבקת חוטים.
2. בשל המניסקוס הטבעי של ההלחמה המותכת, השטיחות ירודה.
3. לא ישים למתגי מגע קיבוליים.
4. עבור פאנלים דקים במיוחד, ייתכן ש-HASL לא יתאים. הטמפרטורה הגבוהה של האמבט עלולה לגרום לעיוות של לוח המעגלים.
2. מחלקת כיבוי אש מתנדבים
OSP הוא קיצור של חומר משמר הלחמה אורגני, הידוע גם בשם "חומר משמר הלחמה אורגני". בקיצור, OSP הוא חומר המרוסס על פני השטח של פדי הלחמה נחושת כדי ליצור שכבת מגן העשויה מכימיקלים אורגניים. שכבה זו חייבת להיות בעלת תכונות כגון עמידות לחמצון, עמידות בפני הלם תרמי ועמידות בפני לחות כדי להגן על פני השטח של הנחושת מפני חלודה (חמצון או גיפור וכו') בסביבות רגילות. עם זאת, בהלחמה בטמפרטורה גבוהה שלאחר מכן, שכבת המגן הזו חייבת להיות מוסרת בקלות ובמהירות על ידי השטף, כך שמשטח הנחושת החשוף והנקי יוכל להיקשר מיד להלחמה המותכת וליצור חיבור הלחמה חזק תוך זמן קצר מאוד. במילים אחרות, תפקידו של OSP הוא לשמש כמחסום בין נחושת לאוויר.
יתרון של OSP
1. פשוט ובמחיר סביר; גימור פני השטח הוא רק ציפוי בהתזה.
2. פני השטח של משטח ההלחמה חלקים מאוד, עם שטוחות דומה ל-ENIG.
3. ללא עופרת (תואם לתקני RoHS) וידידותי לסביבה.
4. ניתן לעיבוד חוזר.
חולשה של OSP
1. יכולת רטיבות ירודה.
2. האופי השקוף והדק של הסרט מקשה על מדידת האיכות באמצעות בדיקה ויזואלית וביצוע בדיקות מקוונות.
3. חיי שירות קצרים, דרישות גבוהות לאחסון וטיפול.
4. הגנה לקויה על חורים עוברים מצופים.
כסף טבילה
לכסף יש תכונות כימיות יציבות. המעגל המודפס (PCB) המעובד בטכנולוגיית טבילה בכסף יכול עדיין לספק ביצועים חשמליים טובים גם כאשר הוא נחשף לטמפרטורה גבוהה, לחות ומזוהמות, וכן לשמור על יכולת הלחמה טובה גם אם הוא עלול לאבד את הברק שלו. כסף טבילה הוא תגובת עקירה שבה שכבה של כסף טהור מופקדת ישירות על נחושת. לעיתים, כסף טבילה משולב עם ציפויי OSP כדי למנוע מכסף להגיב עם סולפידים בסביבה.
יתרון של כסף טבילה
1. יכולת הלחמה גבוהה.
2. שטוחות פני השטח טובה.
3. עלות נמוכה וללא עופרת (עומד בתקני RoHS).
4. ישים להדבקת חוטי אלומיניום.
חולשת כסף טבילה
1. דרישות אחסון גבוהות וקל לזיהום.
2. זמן הרכבה קצר לאחר הוצאה מהאריזה.
3. קושי בביצוע בדיקות חשמליות.
טבילת פח
מכיוון שכל הלחמה מבוססת על בדיל, שכבת הבדיל יכולה להתאים לכל סוג של הלחמה. לאחר הוספת תוספים אורגניים לתמיסת הטבילה בבדיל, מבנה שכבת הבדיל מציג מבנה גרגירי, המתגבר על הבעיות הנגרמות על ידי קשקשים של בדיל ונדידת בדיל, ובמקביל בעל יציבות תרמית ויכולת הלחמה טובים.
תהליך טבילת הבדיל יכול ליצור תרכובות אינטר-מתכתיות שטוחות של בדיל נחושת כדי שהבדיל הטבול יהיה בעל יכולת הלחמה טובה ללא כל בעיות של שטוחות או דיפוזיה של תרכובות אינטר-מתכתיות.
יתרון של טבילת פח
1. ישים לקווי ייצור אופקיים.
2. ישים לעיבוד חוטים דקים והלחמה ללא עופרת, ישים במיוחד לתהליך לחיצה.
3. השטיחות טובה מאוד, ישימה ל-SMT.
חולשת טבילת פח
1. דרישת אחסון גבוהה, עלולה לגרום לשינוי צבע של טביעות אצבעות.
2. שפם פח עלול לגרום לקצרים חשמליים ולבעיות בחיבורי הלחמה, ובכך לקצר את חיי המדף.
3. קושי בביצוע בדיקות חשמליות.
4. התהליך כרוך בחומרים מסרטנים.
לְהַסכִּים
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) הוא ציפוי גימור פני שטח נפוץ המורכב משתי שכבות מתכת, בהן ניקל מופקד ישירות על נחושת ולאחר מכן אטומי זהב מצופים על הנחושת באמצעות תגובות תזוזה. עובי השכבה הפנימית של הניקל הוא בדרך כלל 3-6 מיקרון, ועובי השקיעה של השכבה החיצונית של הזהב הוא בדרך כלל 0.05-0.1 מיקרון. הניקל יוצר שכבת מחסום בין הלחמה לנחושת. תפקידו של הזהב הוא למנוע חמצון ניקל במהלך האחסון, ובכך להאריך את חיי המדף, אך תהליך טבילת הזהב יכול גם לייצר שטוחות פני שטח מצוינת.
תהליך העיבוד של ENIG הוא: ניקוי-->איכול-->זרז-->ציפוי ניקל כימי-->שקיעת זהב->שאריות ניקוי
יתרונות של ENIG
1. מתאים להלחמה ללא עופרת (תואם RoHS).
2. חלקות פני השטח מעולה.
3. חיי מדף ארוכים ומשטח עמיד.
4. מתאים להדבקת חוטי אלומיניום.
חולשה של ENIG
1. יקר בגלל השימוש בזהב.
2. תהליך מורכב, קשה לשליטה.
3. קל ליצור תופעת רפידות שחורות.
ניקל אלקטרוליטי/זהב (זהב קשה/זהב רך)
ניקל זהב אלקטרוליטי מחולק ל"זהב קשה" ו"זהב רך". לזהב קשה יש טוהר נמוך והוא משמש בדרך כלל באצבעות זהב (מחברים בקצה PCB), מגעי PCB או אזורים עמידים אחרים בפני שחיקה. עובי הזהב עשוי להשתנות בהתאם לדרישות. לזהב רך יש טוהר גבוה יותר והוא משמש בדרך כלל בחיבור חוטים.
יתרון של ניקל/זהב אלקטרוליטי
1. חיי מדף ארוכים יותר.
2. מתאים למתג מגע ולחיבור חוטים.
3. זהב קשה מתאים לבדיקות חשמליות.
4. ללא עופרת (תואם RoHS)
חולשה של ניקל/זהב אלקטרוליטי
1. גימור פני השטח היקר ביותר.
2. ציפוי אצבעות זהב אלקטרוליטי דורש חוטים מוליכים נוספים.
3. לזהב הזהב יש יכולת הלחמה ירודה. עקב עובי הזהב, שכבות עבות יותר קשות יותר להלחמה.
אנפיק
ניקל אלקטרולס פלאדיום טבילה בזהב או ENEPIG נמצא בשימוש הולך וגובר לגימור פני השטח של PCB. בהשוואה ל-ENIG, ENEPIG מוסיף שכבה נוספת של פלדיום בין הניקל לזהב כדי להגן עוד יותר על שכבת הניקל מפני קורוזיה ולמנוע יצירת רפידות שחורות הנוצרות בקלות בתהליך גימור פני השטח של ENIG. עובי השיקוע של ניקל הוא כ-3-6 מיקרון, עובי הפלדיום הוא כ-0.1-0.5 מיקרון ועובי הזהב הוא 0.02-0.1 מיקרון. למרות שעובי הזהב קטן יותר מ-ENIG, ENEPIG יקר יותר. עם זאת, הירידה האחרונה במחירי הפלדיום הפכה את מחיר ENEPIG לזול יותר.
יתרון של ENEPIG
1. יש את כל היתרונות של ENIG, אין תופעת רפידות שחורות.
2. מתאים יותר להדבקת חוטים מאשר ENIG.
3. אין סיכון לקורוזיה.
4. זמן אחסון ארוך, ללא עופרת (תואם RoHS)
חולשה של ENEPIG
1. תהליך מורכב, קשה לשליטה.
2. עלות גבוהה.
3. זוהי שיטה חדשה יחסית ועדיין לא בשלה.