PCB مس سنگین | مس ضخیم | فینیش سطح PCB مسی PCB

در دنیای بردهای مدار چاپی (PCB)، انتخاب سطح برای عملکرد کلی و طول عمر دستگاه‌های الکترونیکی حیاتی است. عملیات سطح یک پوشش محافظ برای جلوگیری از اکسیداسیون، بهبود قابلیت لحیم کاری و افزایش قابلیت اطمینان الکتریکی PCB فراهم می کند. یکی از انواع PCB محبوب، PCB ضخیم مس است که به دلیل توانایی آن در تحمل بارهای جریان بالا و ارائه مدیریت حرارتی بهتر شناخته شده است. با این حال،سوالی که اغلب مطرح می شود این است: آیا PCB های مس ضخیم را می توان با سطوح مختلف تولید کرد؟ در این مقاله، گزینه های مختلف پرداخت سطح موجود برای PCB های مس ضخیم و ملاحظات مربوط به انتخاب روکش مناسب را بررسی خواهیم کرد.

1. درباره PCB های مس سنگین بیاموزید

قبل از پرداختن به گزینه های پرداخت سطح، لازم است بدانیم که PCB مس ضخیم چیست و ویژگی های خاص آن چیست. به طور کلی، PCBهایی با ضخامت مس بیشتر از 3 اونس (105 میکرومتر) PCBهای مس ضخیم در نظر گرفته می شوند. این بردها برای حمل جریان های بالا و اتلاف گرما به طور موثر طراحی شده اند، که آنها را برای کاربردهای الکترونیک قدرت، خودرو، هوافضا و سایر دستگاه های با نیاز به توان بالا مناسب می کند. PCBهای مس ضخیم رسانایی حرارتی عالی، استحکام مکانیکی بالاتر و افت ولتاژ کمتری نسبت به PCBهای استاندارد دارند.

2. اهمیت عملیات سطحی در تولید PCB مس سنگین:

آماده سازی سطح نقشی حیاتی در محافظت از آثار و لنت های مس در برابر اکسیداسیون و اطمینان از اتصالات لحیم کاری قابل اعتماد ایفا می کند. آنها به عنوان یک مانع بین مس در معرض و اجزای خارجی عمل می کنند و از خوردگی جلوگیری می کنند و قابلیت لحیم کاری را حفظ می کنند. علاوه بر این، پرداخت سطح به ایجاد یک سطح صاف برای قرار دادن قطعات و فرآیندهای اتصال سیم کمک می کند. انتخاب سطح مناسب برای PCBهای مسی ضخیم برای بهینه سازی عملکرد و قابلیت اطمینان آنها بسیار مهم است.

3. گزینه های درمان سطحی برای PCB مس سنگین:

تراز کردن لحیم کاری با هوای گرم (HASL):
HASL یکی از سنتی ترین و مقرون به صرفه ترین گزینه های درمان سطح PCB است. در این فرآیند، PCB در حمام لحیم مذاب غوطه ور می شود و لحیم اضافی با استفاده از یک چاقوی هوای گرم خارج می شود. لحیم کاری باقیمانده یک لایه ضخیم بر روی سطح مس تشکیل می دهد و از آن در برابر خوردگی محافظت می کند. اگرچه HASL یک روش تصفیه سطحی است که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، اما به دلیل عوامل مختلف بهترین انتخاب برای PCB های مس ضخیم نیست. دمای بالای عملیاتی که در این فرآیند دخیل است می‌تواند باعث ایجاد تنش حرارتی بر روی لایه‌های مس ضخیم شده و باعث تاب برداشتن یا لایه‌برداری شود.
آبکاری طلای غوطه‌وری نیکل الکترولس (ENIG):
ENIG یک انتخاب محبوب برای عملیات سطحی است و به دلیل جوش پذیری عالی و مقاومت در برابر خوردگی شناخته شده است. این شامل رسوب یک لایه نازک از نیکل الکترولس و سپس قرار دادن لایه ای از طلای غوطه ور بر روی سطح مس است. ENIG سطح صاف و صافی دارد که آن را برای قطعات ریز و سیم طلایی مناسب می کند. در حالی که ENIG را می توان بر روی PCB های مس ضخیم استفاده کرد، برای اطمینان از محافظت کافی در برابر جریان های بالا و اثرات حرارتی، توجه به ضخامت لایه طلا بسیار مهم است.
آبکاری نیکل الکترولس طلای غوطه وری پالادیوم الکترولس (ENEPIG):
ENEPIG یک درمان سطح پیشرفته است که لحیم کاری عالی، مقاومت در برابر خوردگی و چسبندگی سیم را فراهم می کند. این شامل رسوب یک لایه نیکل الکترولس، سپس یک لایه پالادیوم الکترولس، و در نهایت یک لایه طلای غوطه وری است. ENEPIG دوام عالی را ارائه می دهد و می تواند روی PCB های مسی ضخیم اعمال شود. این یک سطح ناهموار را فراهم می کند و آن را برای کاربردهای پرقدرت و اجزای با گام ریز مناسب می کند.
قلع غوطه وری (ISn):
قلع غوطه ور یک گزینه جایگزین برای درمان سطحی برای PCB های مس ضخیم است. PCB را در محلول مبتنی بر قلع غوطه ور می کند و لایه نازکی از قلع را روی سطح مس تشکیل می دهد. قلع غوطه وری لحیم کاری عالی، سطح صاف و سازگار با محیط زیست را فراهم می کند. با این حال، یکی از ملاحظات هنگام استفاده از قلع غوطه‌وری روی PCB‌های مسی ضخیم این است که ضخامت لایه قلع باید به دقت کنترل شود تا از محافظت کافی در برابر اکسیداسیون و جریان بالا اطمینان حاصل شود.
نگهدارنده لحیم کاری ارگانیک (OSP):
OSP یک درمان سطحی است که یک پوشش آلی محافظ روی سطوح مسی در معرض دید ایجاد می کند. لحیم کاری خوبی دارد و مقرون به صرفه است. OSP برای کاربردهای با توان کم تا متوسط ​​مناسب است و تا زمانی که ظرفیت حمل جریان و الزامات اتلاف حرارتی برآورده شود، می توان از آن بر روی PCBهای مسی ضخیم استفاده کرد. یکی از عواملی که باید در هنگام استفاده از OSP روی PCBهای مس ضخیم در نظر گرفت، ضخامت اضافی پوشش آلی است که ممکن است بر عملکرد کلی الکتریکی و حرارتی تأثیر بگذارد.

4. مواردی که باید هنگام انتخاب سطح برای PCB های مس سنگین در نظر بگیرید: هنگام انتخاب سطح برای یک صفحه سنگین

مدار چاپی مسی چند فاکتور را باید در نظر گرفت:

ظرفیت حمل فعلی:
PCBهای مس ضخیم عمدتاً در کاربردهای با توان بالا استفاده می شوند، بنابراین انتخاب سطحی که بتواند بارهای جریان بالا را بدون مقاومت قابل توجه یا گرمای بیش از حد تحمل کند بسیار مهم است. گزینه هایی مانند ENIG، ENEPIG و قلع غوطه وری عموما برای کاربردهای با جریان بالا مناسب هستند.
مدیریت حرارتی:
PCB مس ضخیم به دلیل هدایت حرارتی عالی و قابلیت اتلاف گرما شناخته شده است. پرداخت سطح نباید مانع انتقال حرارت شود یا باعث ایجاد استرس حرارتی بیش از حد بر روی لایه مسی شود. درمان های سطحی مانند ENIG و ENEPIG دارای لایه های نازکی هستند که اغلب از مدیریت حرارتی سود می برند.
قابلیت لحیم کاری:
پرداخت سطح باید لحیم کاری عالی را برای اطمینان از اتصالات لحیم کاری قابل اعتماد و عملکرد مناسب جزء فراهم کند. گزینه هایی مانند ENIG، ENEPIG و HASL قابلیت لحیم کاری قابل اعتمادی را ارائه می دهند.
سازگاری کامپوننت:
سازگاری سطح انتخاب شده را با اجزای خاصی که قرار است روی PCB نصب شوند، در نظر بگیرید. اجزای گام ظریف و اتصال سیم طلا ممکن است به عملیات سطحی مانند ENIG یا ENEPIG نیاز داشته باشند.
هزینه:
هزینه همیشه در ساخت PCB یک ملاحظات مهم است. هزینه درمان های سطحی مختلف به دلیل عواملی مانند هزینه مواد، پیچیدگی فرآیند و تجهیزات مورد نیاز متفاوت است. تاثیر هزینه تمام سطوح انتخابی را بدون به خطر انداختن عملکرد و قابلیت اطمینان ارزیابی کنید.

PCBهای مسی ضخیم مزایای منحصر به فردی را برای کاربردهای با قدرت بالا ارائه می دهند و انتخاب سطح مناسب برای بهینه سازی عملکرد و قابلیت اطمینان آنها بسیار مهم است.در حالی که گزینه های سنتی مانند HASL ممکن است به دلیل مسائل حرارتی مناسب نباشند، درمان های سطحی مانند ENIG، ENEPIG، قلع غوطه وری و OSP را می توان بسته به نیازهای خاص در نظر گرفت. عواملی مانند قابلیت حمل جریان، مدیریت حرارتی، قابلیت لحیم کاری، سازگاری اجزا و هزینه باید در هنگام انتخاب یک پرداخت برای PCBهای مس ضخیم به دقت ارزیابی شوند. با انتخاب هوشمندانه، تولیدکنندگان می توانند از ساخت موفق و عملکرد طولانی مدت PCB های مسی ضخیم در انواع کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی اطمینان حاصل کنند.