כל מי שמעורב במעגל המודפס ( PCB ) התעשייה מבינה שלמשטחי PCB יש גימורי נחושת על פני השטח.אם הם נותרים ללא הגנה, הנחושת תתחמצן ותתדרדר, מה שהופך את המעגל לבלתי שמיש.גימור פני השטח מהווה ממשק קריטי בין הרכיב ל-PCB.לגימור שתי פונקציות חיוניות, להגן על מעגלי הנחושת החשופים ולספק משטח להלחמה בעת הרכבת (הלחמת) הרכיבים ללוח המעגלים המודפסים.

HASL / HASL ללא עופרת

HASL הוא גימור השטח השולט בשימוש בתעשייה.התהליך מורכב מטבילת מעגלים בסיר מותך של סגסוגת פח/עופרת ולאחר מכן הסרת הלחמה העודפת באמצעות 'סכיני אוויר', המנשיפות אוויר חם על פני הלוח.

אחד היתרונות הלא מכוונים של תהליך ה-HASL הוא שהוא יחשוף את ה-PCB לטמפרטורות של עד 265 מעלות צלזיוס, מה שיזהה כל בעיות דלמינציה פוטנציאליות הרבה לפני חיבור רכיבים יקרים ללוח.

לוח מעגלים מודפסים דו צדדיים בגימור HASL

יתרונות:

• זול
• נפוץ
• ניתן לעבודה מחדש
• חיי מדף מצוינים

חסרונות:

• משטחים לא אחידים
• לא טוב ל-Fine Pitch
• מכיל עופרת (HASL)
• הלם תרמי
• גישור הלחמה
• PTH סתומים או מופחתים (מצופה חורים)

פח טבילה

לפי IPC, Association Connecting Electronics Industry, Immersion Tin (ISn) הוא גימור מתכתי המופקד על ידי תגובת עקירה כימית המוחלת ישירות על מתכת הבסיס של המעגל, כלומר נחושת.ה-ISn מגן על הנחושת הבסיסית מפני חמצון לאורך חיי המדף המיועדים לה.

עם זאת, לנחושת ולפח יש זיקה חזקה זה לזה.הדיפוזיה של מתכת אחת לתוך השנייה תתרחש באופן בלתי נמנע, וישפיע ישירות על חיי המדף של המשקע ועל ביצועי הגימור.ההשפעות השליליות של צמיחת שפם פח מתוארות היטב בספרות הקשורה לתעשייה ובנושאים של מספר מאמרים שפורסמו.

יתרונות:

• משטח שטוח
• אין Pb
• ניתן לעבודה מחדש
• הבחירה המובילה להכנסת סיכה בהתאמה אישית

חסרונות:

• קל לגרום לנזק טיפול
• תהליך משתמש בחומר מסרטן (Thiourea)
• פח חשוף בהרכבה הסופית עלול להרוס
• זיפי פח
• לא טוב לתהליכי זרימה חוזרת/הרכבה מרובים
• קשה למדוד עובי

טבילה כסף

כסף טבילה הוא גימור כימי לא אלקטרוליטי המיושם על ידי טבילת PCB הנחושת במיכל של יוני כסף.זהו גימור בחירה טוב עבור לוחות מעגלים עם מיגון EMI ומשמש גם למגעי כיפה וחיבור תיל.עובי פני השטח הממוצע של הכסף הוא 5-18 מיקרו אינץ'.

עם דאגות סביבתיות מודרניות כגון RoHS ו-WEEE, כסף טבילה טוב יותר מבחינה סביבתית מ-HASL ו-ENIG.זה פופולרי גם בגלל העלות הנמוכה שלו מאשר ENIG.

יתרונות:

• חל באופן שווה יותר מאשר HASL
• טוב יותר מבחינה סביבתית מאשר ENIG ו-HASL
• חיי מדף שווה ל-HASL
• חסכוני יותר מ-ENIG

חסרונות:

• יש להלחם תוך יום הסרת ה-PCB מהאחסון
• ניתן להכתים בקלות עם טיפול לא נכון
• פחות עמיד מ-ENIG בגלל שאין שכבת ניקל מתחת

OSP / Entek

OSP (Organic Solderability Preservative) או אנטי הכתמה משמר את פני הנחושת מפני חמצון על ידי מריחת שכבת הגנה דקה מאוד של חומר על הנחושת החשופה בדרך כלל תוך שימוש בתהליך מסוע.

הוא משתמש בתרכובת אורגנית על בסיס מים הנקשרת באופן סלקטיבי לנחושת ומספקת שכבה אורגנו-מתכתית המגנה על הנחושת לפני הלחמה.הוא גם ירוק מאוד מבחינה סביבתית בהשוואה לשאר הגימורים הנפוצים נטולי עופרת, שסובלים מהיותם רעילים יותר או מצריכת אנרגיה גבוהה יותר באופן משמעותי.

יתרונות:

• משטח שטוח
• אין Pb
• תהליך פשוט
• ניתן לעבודה מחדש
• עלות תועלת

חסרונות:

• אין דרך למדוד עובי
• לא טוב עבור PTH (מצופה חורים)
• חיי מדף קצרים
• יכול לגרום לבעיות ICT
• Cu חשוף בהרכבה הסופית
• טיפול רגיש

ניקל טבילה זהב ללא אלקטרו (ENIG)

ENIG הוא ציפוי מתכתי דו-שכבתי של 2-8 מיקרון Au על פני 120-240 מיקרון Ni.הניקל הוא המחסום בפני הנחושת והוא המשטח אליו מולחמים הרכיבים למעשה.הזהב מגן על הניקל במהלך האחסון וגם מספק את עמידות המגע הנמוכה הנדרשת למרבצי הזהב הדקים.ENIG הוא כעת ללא ספק הגימור המשומש ביותר בתעשיית ה-PCB עקב הצמיחה והיישום של תקנת RoHs.

לוח מעגלים מודפס עם גימור משטח Chem Gold

יתרונות:

• משטח שטוח
• אין Pb
• טוב עבור PTH (מצופה חורים)
• חיי מדף ארוכים

חסרונות:

• יָקָר
• לא ניתן לעבודה מחדש
• פד שחור / ניקל שחור
• נזק מ-ET
• אובדן אות (RF)
• תהליך מסובך

פלדיום טבילה זהב ללא אלקטרו ניקל ללא אלקטרו (ENEPIG)

ENEPIG, חדש יחסית לעולם הגימורים במעגלים, הגיע לשוק לראשונה בסוף שנות ה-90.ציפוי מתכתי תלת-שכבתי זה של ניקל, פלדיום וזהב מספק אופציה שאין כמותה: הוא ניתן לחיבור.הסדק הראשון של ENEPIG בטיפול פני השטח של מעגלים מודפסים התעסק בייצור בשל שכבת העלות הגבוהה ביותר של פלדיום וביקוש נמוך לשימוש.

הצורך בקו ייצור נפרד לא היה קליט מאותן סיבות.לאחרונה, ENEPIG עשתה חזרה מכיוון שהפוטנציאל לענות על אמינות, צרכי אריזה ותקני RoHS הם יתרון עם גימור זה.זה מושלם עבור יישומים בתדר גבוה שבהם המרווח מוגבל.

בהשוואה לארבעת הגימורים המובילים האחרים, ENIG, Lead Free-HASL, כסף טבילה ו-OSP, ENEPIG מתעלה על כולם ברמת הקורוזיה לאחר ההרכבה.

יתרונות:

• משטח שטוח במיוחד
• ללא תוכן לידים
• הרכבה רב מחזורית
• חיבורי הלחמה מצוינים
• ניתן לחיבור חוט
• אין סיכוני קורוזיה
• חיי מדף של 12 חודשים או יותר
• אין סיכון לרפידה שחורה

חסרונות:

• עדיין קצת יותר יקר
• ניתן לעבודה מחדש עם כמה מגבלות
• מגבלות עיבוד

זהב - זהב קשה

זהב אלקטרוליטי קשיח מורכב משכבת ​​זהב מצופה על שכבת מחסום של ניקל.זהב קשיח הוא עמיד במיוחד, והוא מיושם לרוב על אזורים בעלי שחיקה גבוהה כמו אצבעות מחברי קצה ומקלדות.

בניגוד ל-ENIG, העובי שלו יכול להשתנות על ידי שליטה על משך מחזור הציפוי, אם כי ערכי המינימום האופייניים לאצבעות הם 30 מיקרון זהב על 100 מיקרון ניקל עבור Class 1 ו- Class 2, 50 מיקרון זהב מעל 100 מיקרון ניקל עבור Class 3.

זהב קשיח לא מיושם בדרך כלל על אזורים הניתנים להלחמה, בגלל העלות הגבוהה שלו ויכולת ההלחמה הגרועה יחסית שלו.העובי המקסימלי ש-IPC מחשיב כניתן להלחמה הוא 17.8 מיקרון, כך שאם יש להשתמש בזהב מסוג זה על משטחים להלחמה, העובי הנומינלי המומלץ צריך להיות כ-5-10 מיקרון.

יתרונות:

• משטח קשה ועמיד
• אין Pb
• חיי מדף ארוכים

חסרונות:

• יקר מאוד
• עיבוד נוסף / עתיר עבודה
• שימוש ב- Resist / Tape
• חובה ציפוי / Bus Bars
• תְחִימָה
• קושי עם גימורי משטח אחרים
• חיתוך תחריט יכול להוביל לרסיסים / להתקלף
• לא ניתן להלחמה מעל 17 מיקרון
• הגימור אינו עוטף באופן מלא את דפנות הצד, למעט באזורי האצבעות

מחפש גימור משטח מיוחד עבור המעגל שלך?