גימור פני השטח של PCB (Printed Circuit Board) מתייחס לסוג הציפוי או הטיפול המוחל על עקבות ורפידות הנחושת החשופים על פני הלוח.גימור פני השטח משרת מספר מטרות, כולל הגנה על הנחושת החשופה מפני חמצון, שיפור יכולת ההלחמה ומתן משטח שטוח להצמדת הרכיבים במהלך ההרכבה.גימורי משטח שונים מציעים רמות שונות של ביצועים, עלות ותאימות עם יישומים ספציפיים.
ציפוי זהב וזהב טבילה הם תהליכים נפוצים בייצור מעגלים מודרניים.עם האינטגרציה ההולכת וגוברת של ICs והמספר ההולך וגדל של פינים, תהליך ריסוס הלחמה אנכית מתקשה לשטח רפידות הלחמה קטנות, מה שמציב אתגרים עבור הרכבת SMT.בנוסף, חיי המדף של לוחות פח מרוססים קצרים.תהליכי ציפוי זהב או טבילה זהב מציעים פתרונות לבעיות אלו.
בטכנולוגיית הרכבה על פני השטח, במיוחד עבור רכיבים קטנים במיוחד כמו 0603 ו-0402, השטיחות של רפידות הלחמה משפיעה ישירות על איכות ההדפסה של משחת הלחמה, אשר בתורה משפיעה באופן משמעותי על איכות ההלחמה מחדש לאחר מכן.לכן, השימוש בציפוי זהב מלא או זהב טבילה נצפה לעתים קרובות בתהליכי הרכבה על פני שטח בצפיפות גבוהה ובתהליכים קטנים במיוחד.
במהלך שלב הייצור הניסיון, בשל גורמים כמו רכש רכיבים, לוחות לרוב אינם מולחמים מיד עם ההגעה.במקום זאת, הם עשויים לחכות שבועות או אפילו חודשים לפני השימוש.חיי המדף של לוחות זהב מצופים זהב וטבילה ארוכים בהרבה מזה של לוחות מצופים פח.כתוצאה מכך, תהליכים אלה מועדפים.העלות של PCB זהב מצופה זהב וטבילה בשלב הדגימה דומה לזו של לוחות סגסוגת עופרת-פח.
1. טבילת זהב ניקל ללא אלקטרו (ENIG): זוהי שיטת טיפול משטח PCB נפוצה.זה כולל מריחת שכבת ניקל ללא חשמל כשכבת ביניים על רפידות ההלחמה, ואחריה שכבה של זהב טבילה על פני הניקל.ENIG מציעה יתרונות כמו יכולת הלחמה טובה, שטוחות, עמידות בפני קורוזיה וביצועי הלחמה נוחים.המאפיינים של זהב מסייעים גם במניעת חמצון, ובכך משפרים את יציבות האחסון לטווח ארוך.
2. פילוס הלחמה באוויר חם (HASL): זוהי שיטת טיפול משטח נפוצה נוספת.בתהליך ה-HASL, כריות הלחמה טובלים בסגסוגת פח מותכת ועודפי הלחמה מפוצצים באמצעות אוויר חם, ומשאירים מאחוריהם שכבת הלחמה אחידה.היתרונות של HASL כוללים עלות נמוכה יותר, קלות ייצור והלחמה, אם כי דיוק פני השטח והשטוח שלה עשויים להיות נמוכים יחסית.
3. חילול זהב: שיטה זו כוללת ציפוי שכבת זהב על גבי רפידות ההלחמה.זהב מצטיין במוליכות חשמלית ועמידות בפני קורוזיה, ובכך משפר את איכות ההלחמה.עם זאת, ציפוי זהב בדרך כלל יקר יותר בהשוואה לשיטות אחרות.זה מיושם במיוחד ביישומי אצבע זהב.
4. חומרים משמרים ליכולת הלחמה אורגנית (OSP): OSP כולל מריחת שכבת הגנה אורגנית על רפידות הלחמה כדי להגן עליהם מפני חמצון.OSP מציע שטוחות טובה, יכולת הלחמה, ומתאים ליישומים קלים.
5. פח טבילה: בדומה לזהב טבילה, פח טבילה כולל ציפוי של כריות ההלחמה בשכבת פח.פח טבילה מספק ביצועי הלחמה טובים וחסכוני יחסית לשיטות אחרות.עם זאת, ייתכן שהוא לא מצטיין כמו זהב טבילה במונחים של עמידות בפני קורוזיה ויציבות לטווח ארוך.
6. ציפוי ניקל/זהב: שיטה זו דומה לזהב טבילה, אך לאחר ציפוי ניקל ללא אלקטרו, מצפים שכבת נחושת ולאחריה טיפול מתכת.גישה זו מציעה מוליכות טובה ועמידות בפני קורוזיה, המתאימה ליישומים בעלי ביצועים גבוהים.
7. ציפוי כסף: ציפוי כסף כולל ציפוי של כריות הלחמה בשכבת כסף.כסף מצוין מבחינת מוליכות, אבל הוא עלול להתחמצן כאשר הוא נחשף לאוויר, בדרך כלל דורש שכבת הגנה נוספת.
8. ציפוי זהב קשיח: שיטה זו משמשת עבור מחברים או נקודות מגע עם שקעים הדורשים הכנסת והסרה תכופות.שכבה עבה יותר של זהב מוחלת כדי לספק עמידות בפני שחיקה וביצועי קורוזיה.
הבדלים בין ציפוי זהב לזהב טבילה:
1. מבנה הגביש שנוצר מציפוי זהב וזהב טבילה שונה.לציפוי זהב שכבת זהב דקה יותר בהשוואה לזהב טבילה.ציפוי זהב נוטה להיות צהוב יותר מזהב טבילה, שלקוחות מוצאים אותו משביע רצון יותר.
2. לזהב טבילה מאפייני הלחמה טובים יותר בהשוואה לציפוי זהב, הפחתת פגמי הלחמה ותלונות לקוחות.לוחות זהב טבילה הם בעלי מתח רב יותר לשליטה והם מתאימים יותר לתהליכי הדבקה.עם זאת, בשל אופיו הרך יותר, זהב טבילה פחות עמיד לאצבעות זהב.
3. טבילת זהב מצפה רק ניקל-זהב על רפידות ההלחמה, ואינה משפיעה על העברת האות בשכבות נחושת, בעוד שציפוי זהב עלול להשפיע על העברת האות.
4. ציפוי זהב קשיח הוא בעל מבנה גבישי צפוף יותר בהשוואה לזהב טבילה, מה שהופך אותו פחות רגיש לחמצון.לזהב טבילה יש שכבת זהב דקה יותר, שעשויה לאפשר לניקל להתפזר החוצה.
5. זהב טבילה נוטה פחות לגרום לקצרים בחוטים בעיצובים בצפיפות גבוהה בהשוואה לציפוי זהב.
6. לזהב טבילה יש הידבקות טובה יותר בין שכבות הלחמה לשכבות נחושת, מה שלא משפיע על המרווחים במהלך תהליכי פיצוי.
7. זהב טבילה משמש לעתים קרובות עבור לוחות ביקוש גבוה יותר בשל השטיחות הטובה יותר שלו.ציפוי זהב מונע בדרך כלל את התופעה שלאחר ההרכבה של רפידה שחורה.השטיחות וחיי המדף של לוחות זהב טבילה טובים לאלה של ציפוי זהב.
בחירת שיטת טיפול פני השטח המתאימה דורשת התחשבות בגורמים כמו ביצועים חשמליים, עמידות בפני קורוזיה, עלות ודרישות יישום.בהתאם לנסיבות ספציפיות, ניתן לבחור תהליכי טיפול משטחים מתאימים שיעמדו בקריטריונים של עיצוב.
זמן פרסום: 18 באוגוסט 2023
