يتأكسد النحاس العاري خلال ساعات، والنحاس المتأكسد لا يقبل اللحام. تشطيب السطح هو طلاء رقيق على الوسادات يبقي النحاس قابلًا للحام حتى التجميع. يقرر أيضًا مدى استواء الوسادات، وهذا يهم للمكونات الصغيرة، وما إذا كانت اللوحة تستطيع حمل موصلات أو روابط سلكية.
التشطيبات
HASL (تسوية اللحام بالهواء الساخن). تُغمس اللوحة في لحام منصهر ويُنفخ الزائد بالهواء الساخن. يأتي بإصداري قصدير ورصاص وخالٍ من الرصاص. رخيص ومتين، بقابلية لحام جيدة وعمر رف طويل. السطح غير مستوٍ: تنتهي الوسادات مقبّبة، والوسادات الصغيرة تختلف في السماكة. ليس خيارًا جيدًا للمكونات دقيقة الخطوة أو BGA. تمر اللوحة عبر غمس ساخن، وهذا يُجهدها وقد يعوّج لوحة رقيقة. يُحتاج HASL خالٍ من الرصاص حيث الرصاص مقيد.
ENIG (نيكل كيميائي ذهب بالغمر). طبقة نيكل، بسماكة بضعة ميكرومترات، تُرسب كيميائيًا، ثم طبقة ذهب رقيقة جدًا، جزء صغير من ميكرومتر، تحمي النيكل. السطح مستوٍ جدًا، لذا يناسب الخطوة الدقيقة وBGA، وله عمر رف طويل. يرتبط اللحام بالنيكل؛ الذهب يذوب في اللحام. خطر معروف: جودة سطح نيكل سيئة في العملية يمكن أن تعطي وصلات ضعيفة (تُسمى غالبًا وسادة سوداء). ضبط عملية جيد يتجنبها. يكلف أكثر من HASL أو OSP.
OSP (مادة حافظة عضوية لقابلية اللحام). فيلم عضوي رقيق على النحاس يحميه حتى أول انصهار، ثم يحترق. مستوٍ ورخيص وخالٍ من الرصاص. عمر الرف أقصر من التشطيبات المعدنية، والفيلم يتضرر بالانصهار المتكرر، لذا يناسب لوحات تُجمّع بعد التصنيع بوقت قصير وتُلحم مرة أو مرتين. يبقى النحاس العاري مكشوفًا عند نقاط الاختبار بعد التجميع، والفيلم غير مرئي، لذا علامات التعامل خطر.
فضة بالغمر. طبقة فضة رقيقة مطلية بالإزاحة. مستوية وجيدة للخطوة الدقيقة وجيدة عند الترددات العالية. تشوّح في هواء يحتوي كبريتًا، لذا تحتاج تعبئة وتخزينًا حذرين ولها عمر رف أقصر. متوسطة التكلفة.
قصدير بالغمر. طبقة قصدير رقيقة. مستوية وخالية من الرصاص ورخيصة. القصدير فوق النحاس يكوّن ببطء مركّبًا يضر قابلية اللحام، لذا عمر الرف محدود، والقصدير يمكن أن ينمو شعيرات (شعر معدني رقيق جدًا) في ظروف معينة. يُستخدم لوصلات press-fit وبعض أعمال الخطوة الدقيقة.
ENEPIG (نيكل كيميائي، بلاديوم كيميائي، ذهب بالغمر). مثل ENIG مع طبقة بلاديوم بين النيكل والذهب. البلاديوم يمنع فشل الوسادة السوداء ويسمح بالربط السلكي إضافة إلى اللحام. مستوٍ وطويل العمر؛ يكلف أكثر من ENIG.
ذهب صلب (نيكل وذهب مطليان كهربائيًا). طبقة ذهب أسمك بكثير وأصلب، تُوضع بالطلاء الكهربائي ومخلوطة بقليل كوبالت أو ما شابه. يقاوم التآكل. يُستخدم لموصلات الحافة (أصابع ذهبية) ووسادات اتصال تُوصَل وتُفصَل. يُطبّق عادة على تلك المناطق فقط، وتشطيب مختلف يغطي بقية اللوحة. غالٍ، وخيار سيئ لوسادات لحام عادية.
- HASL: لحام منصهر منفوش مستويًا. تنتهي الوسادة مقبّبة، غير مستوية.
- ENIG: طبقة نيكل مع طبقة ذهب رقيقة جدًا في الأعلى. مستوية.
- ENEPIG: نيكل، طبقة بلاديوم، ثم ذهب رقيق.
- OSP: فيلم عضوي على نحاس عارٍ. رقيق جدًا وغير مرئي.
- فضة أو قصدير بالغمر: طبقة معدن رقيقة مستوية.
- ذهب صلب: نيكل مع طبقة ذهب أسمك بكثير، لموصلات تتآكل.
مقارنة
| التشطيب | الاستواء | الخطوة الدقيقة وBGA | عمر الرف | فئة التكلفة | الاستخدام المعتاد |
|---|---|---|---|---|---|
| HASL (قصدير ورصاص) | ضعيف | لا | طويل | منخفضة | مكونات بثقوب بسيطة ومكونات أكبر، حيث الرصاص مسموح |
| HASL (خالٍ من الرصاص) | ضعيف | لا | طويل | منخفضة | نفسه، حيث الرصاص مقيد |
| ENIG | جيد جدًا | نعم | طويل | متوسطة إلى عالية | لوحات خطوة دقيقة عامة وBGA ولوحات بموصلات |
| OSP | جيد | نعم، إن لُحمت قريبًا | قصير | منخفضة | لوحات استهلاكية تُجمّع بسرعة |
| فضة بالغمر | جيد | نعم | متوسط، حساس للتخزين | متوسطة | ترددات راديوية وخطوة دقيقة |
| قصدير بالغمر | جيد | نعم | محدود | منخفضة إلى متوسطة | Press-fit وبعض الخطوة الدقيقة |
| ENEPIG | جيد جدًا | نعم | طويل | عالية | ربط سلكي مع لحام ولوحات متطلبة |
| ذهب صلب | جيد | ليس تشطيب لحام | طويل | عالية | موصلات حافة وموصلات |
أرقام عمر الرف هنا نسبية. الأرقام الفعلية تختلف بحسب الصانع والتعبئة، وتُذكر عادة بالأشهر؛ اسألوا المصنع عن الرقم الذي يصمد لديهم. إن كانت اللوحات ستُخزن لوقت طويل قبل التجميع، اسألوا المصنع كيفية تخزينها.
الاستواء يهم عند الخطوة الدقيقة. مكون مسطح أو استنسل يلتقي وسادة مقبّبة فقط عند أعلى نقطة فيها.
- وسادات HASL مقبّبة، وكل قبة لها ارتفاعها الخاص.
- المستوى المسطح لمكون أو استنسل يستقر على القبة الأعلى فقط.
- ENIG طبقة نيكل رقيقة وطبقة ذهب أرق: تبقى الوسادة مستوية.
- القناع بين الوسادات، نفسه في كلتا الصورتين.
كيفية الاختيار
- إن لم تعرفوا، اختاروا بين HASL خالٍ من الرصاص وENIG. HASL للوحات بسيطة بمكونات أكبر، ENIG للخطوة الدقيقة وBGA ولوحات تهم فيها الوسادات المستوية.
- الخطوة الدقيقة أو BGA تعني تشطيبًا مستويًا. ENIG وOSP وفضة أو قصدير بالغمر وENEPIG.
- الأصابع الذهبية تعني ذهبًا صلبًا على الأصابع. قولوا ذلك، وقولوا أي مناطق.
- رابط سلكي يعني ENEPIG أو تشطيبًا آخر مقيّمًا للربط.
- لوحة ستنتظر قبل التجميع تحتاج تشطيبًا طويل العمر. ENIG وENEPIG هما الخياران الآمنان.
- خالٍ من الرصاص حيث مطلوب. إن وقع منتجكم تحت قيود مواد خطرة، اختاروا تشطيبًا خاليًا من الرصاص. لوائح المنتج تحدد ما يلزم، وأنتم مسؤولون عنها.
- خلط التشطيبات يكلّف أكثر. ذهب صلب انتقائي على لوحة بها ENIG في مكان آخر هو مزيج قياسي، لكن كل مزيج يضيف خطوات.
مشاكل شائعة
- وصلات لحام ضعيفة على ENIG. نادرة عندما تُضبط العملية؛ اطلبوا تقرير عملية إن كان لديكم متطلب موثوقية.
- وسادات باهتة أو غير مبللة بعد التخزين. عادة أكسدة أو تشويح من تخزين طويل أو تعبئة سيئة.
- لحام غير مستوٍ على وسادات HASL. تأثير للعملية وليس عيبًا؛ اختاروا تشطيبًا مستويًا.
- ذهب على منطقة خاطئة. صفوا مناطق الذهب في الرسم، لا في ملاحظة فقط.
كيف يظهر هذا عند الطلب هنا
تختارون التشطيب كأحد الخيارات، ويتبعه السعر. التشطيبات المتاحة مدرجة في صفحة إمكانات التصنيع. يستطيع الفحص أن يعرف متى تحتاج ملفاتكم تشطيبًا لم تطلبوه: على سبيل المثال، يبلّغ «موصل حافة (أصابع ذهبية)» كخاصية موجودة عندما لا يكون ضمن الخيارات المطلوبة. يؤكد مهندس كل طلب. لتأثيرات السعر ذات الصلة، راجعوا ما الذي يحرّك سعر PCBA.