لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لواجهة اللحام بالموجات فوق الصوتية: ما يغطيه هذا الدليل (ولمن هو)
تم تصميم هذا الدليل لمهندسي الأجهزة، وقادة المشتريات، ومديري الجودة الذين يقومون بدمج عمليات اللحام بالموجات فوق الصوتية في خطوط تجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الخاصة بهم. على عكس اللحام التقليدي، تتطلب لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لواجهة اللحام بالموجات فوق الصوتية تشطيبات سطحية محددة، وصلابة ميكانيكية، ونظافة قصوى لضمان رابطة موثوقة بين اللوحة والموصلات الخارجية مثل أسلاك الألومنيوم، وشرائط النحاس، أو أطراف التوصيل ذات القياس الثقيل.
إذا كنت تقوم بتصميم أنظمة إدارة البطاريات (BMS)، أو وحدات رادار عالية التردد، أو أجهزة الحوسبة الكمومية، فإن الواجهة بين لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) والموصل هي النقطة الأكثر شيوعًا للفشل. يتجاوز هذا الدليل معايير IPC الأساسية لمعالجة الحقائق العملية لتصنيع هذه اللوحات المتخصصة. نحن نركز على القواعد "غير المكتوبة" لتضاريس السطح، وصلابة الطلاء، واستقرار الركيزة التي تحدد ما إذا كانت اللحام سيصمد لعشر سنوات أو سيفشل أثناء اختبار الاهتزاز.
ستجد مواصفات قابلة للتنفيذ للمشتريات، وتحليلاً للمخاطر الخفية التي غالبًا ما تفلت من مراجعات DFM القياسية، وخطة تحقق لمساءلة الشركة المصنعة الخاصة بك. سواء كنت تستورد من APTPCB (مصنع APTPCB للوحات الدوائر المطبوعة) أو تقوم بمراجعة بائع جديد، فإن هذه الوثيقة ستكون بمثابة خارطة طريق لك لتأمين لوحة دوائر مطبوعة (PCB) قوية لواجهة اللحام بالموجات فوق الصوتية تتوسع من النموذج الأولي إلى الإنتاج الضخم دون فقدان في الإنتاجية.
متى يكون لحام لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) بالموجات فوق الصوتية هو النهج الصحيح (ومتى لا يكون كذلك)
يعد فهم الديناميكيات الميكانيكية والحرارية لتطبيقك هو الخطوة الأولى في تحديد ما إذا كانت واجهة اللحام بالموجات فوق الصوتية متفوقة على اللحام التقليدي أو المثبتات الميكانيكية.
هذا النهج هو الخيار الصحيح عندما:
- الحساسية الحرارية حاسمة: لا يمكن لمكوناتك تحمل درجات الحرارة الناتجة عن لحام إعادة التدفق أو لحام الموجة. اللحام بالموجات فوق الصوتية هو عملية "باردة" بالنسبة للركيزة، حيث يولد حرارة موضعية فقط عند الواجهة عن طريق الاحتكاك.
- توجد معادن مختلفة: تحتاج إلى ربط سلك الألومنيوم (الشائع في حزم بطاريات السيارات الكهربائية) بلوحات PCB النحاسية. غالبًا ما يكون اللحام غير متوافق أو غير موثوق به مع الألومنيوم، بينما يخلق اللحام بالموجات فوق الصوتية رابطة معدنية حقيقية.
- الاهتزاز والتعب يمثلان مخاطر عالية: في بيئات السيارات والفضاء، تكون وصلات اللحام عرضة لتشققات التعب تحت الإجهاد الحراري والميكانيكي الدوري. توفر اللحامات بالموجات فوق الصوتية، وخاصة روابط الأسلاك والأشرطة، امتثالًا ومقاومة تعب فائقة.
- مطلوبة سلامة إشارة عالية التردد: لتطبيقات مثل ربط الأسلاك لواجهة الكيوبت أو رادار الموجات المليمترية، تُدخل حشوات اللحام سعة ومحاثة طفيلية. يتيح ربط الأسلاك بالموجات فوق الصوتية تحكمًا دقيقًا في الحلقة ومطابقة المعاوقة.
- النظافة أمر بالغ الأهمية: يمكن أن تسبب بقايا التدفق (الفلاكس) من اللحام تيارات تسرب أو انبعاث غازات في بيئات الفراغ. اللحام بالموجات فوق الصوتية هو عملية خالية من التدفق.
من المرجح أن يكون هذا النهج الخيار الخاطئ عندما:
- التكلفة هي المحرك الأساسي للسلع الاستهلاكية منخفضة التقنية: إن معدات اللحام بالموجات فوق الصوتية والتشطيبات السطحية عالية الجودة المطلوبة للوحات الدوائر المطبوعة (مثل ENEPIG أو الذهب الناعم) أغلى بكثير من HASL واللحام القياسي.
- قابلية الإصلاح هي الأولوية: اللحامات بالموجات فوق الصوتية دائمة. غالبًا ما يؤدي إعادة العمل على واجهة ملحومة إلى إتلاف وسادة لوحة الدوائر المطبوعة الأساسية، مما يجعل اللوحة غير صالحة للاستخدام. إذا كانت هناك حاجة لإصلاح ميداني، فإن الموصلات أو أطراف التوصيل اللولبية أفضل.
- كثافة التيار عالية للغاية (مستويات قضبان التوصيل): بينما يمكن للحام بالموجات فوق الصوتية التعامل مع التيارات العالية، قد تتطلب قضبان التوصيل النحاسية السميكة للغاية لحامًا بالليزر أو تثبيتًا ميكانيكيًا إذا كانت الطاقة فوق الصوتية المطلوبة ستتلف ركيزة لوحة الدوائر المطبوعة.
المتطلبات التي يجب تحديدها قبل تقديم عرض الأسعار
لضمان أن تعمل لوحة الدوائر المطبوعة لواجهة اللحام بالموجات فوق الصوتية الخاصة بك كما هو متوقع، يجب عليك تجاوز ملاحظات التصنيع العامة. تحدد المواصفات التالية الخصائص الفيزيائية والكيميائية المطلوبة للحام ناجح.
- نوع التشطيب السطحي: حدد ENEPIG (النيكل الكيميائي، البلاديوم الكيميائي، الذهب بالغمر) أو الذهب الكهربائي الناعم. تجنب HASL أو القصدير بالغمر، لأنهما ناعمان جدًا أو غير مستويين. يمكن أن يكون ENIG القياسي محفوفًا بالمخاطر بسبب مشاكل "البقعة السوداء" التي تسبب فشل اللحام الهش.
- سمك الذهب: لربط الأسلاك الذهبية، حدد حدًا أدنى من 0.3-0.5 ميكرومتر (12-20 ميكرو بوصة) من الذهب الناعم. لربط أسلاك الألومنيوم بالوتد، غالبًا ما يُفضل الذهب الأرق أو حتى أسطح البلاديوم النقي (في ENEPIG) لمنع الفراغات بين المعدنية.
- صلابة وسمك النيكل: تعمل طبقة النيكل الأساسية كالسندان. حدد سمك النيكل من 3-6 ميكرومتر. يجب التحكم في الصلابة لدعم طاقة اللحام دون إحداث فوهات في الرقائق السفلية.
- خشونة السطح (Ra): يجب أن تكون وسادة اللحام ناعمة لضمان أقصى مساحة تلامس. حدد أقصى خشونة Ra < 0.3 ميكرومتر. الأسطح الخشنة تبدد الطاقة فوق الصوتية وتؤدي إلى روابط ضعيفة.
- نظافة الوسادة: اذكر صراحة "تنظيف بالبلازما مطلوب" قبل التعبئة. الملوثات العضوية (الكربون) هي عدو اللحامات فوق الصوتية. يجب أن تكون طاقة السطح > 50 داين/سم.
- مادة الركيزة (Tg): استخدم ركائز FR4 عالية Tg (Tg > 170 درجة مئوية) أو ركائز خزفية. يمكن أن يمتص FR4 القياسي الناعم الطاقة فوق الصوتية (تأثير التخميد)، مما يؤدي إلى ضعف نقل الطاقة إلى واجهة اللحام.
- وزن النحاس: تأكد من أن نحاس الطبقة الخارجية كافٍ لتحمل التيار والإجهاد الميكانيكي للحام. يوصى بـ 2 أوقية (70 ميكرومتر) أو أعلى لتطبيقات الطاقة لمنع رفع الوسادة.
- خلوص قناع اللحام: حدد وسادة غير محددة بقناع اللحام (NSMD) أو فتحة واسعة محددة بقناع اللحام (SMD). تأكد من أن القناع يبعد 50-75 ميكرومتر على الأقل عن منطقة اللحام لمنع أداة اللحام من ضرب القناع.
- قيود الثقوب في الوسادة: يُمنع منعًا باتًا وجود الثقوب (vias) داخل منطقة وسادة اللحام ما لم تكن مملوءة بالنحاس ومغطاة. يمكن أن تنهار الثقوب المفتوحة أو الثقوب المسدودة تحت قوة اللحام، مما يتسبب في فشل فوري.
- قوة التقشير: حدد قوة تقشير نحاسية دنيا (على سبيل المثال، > 1.4 نيوتن/مم) لضمان عدم انفصال الوسادة عن الرقائق أثناء اختبار الشد.
- التسطيح/التساوي: يجب أن تكون منطقة اللحام مسطحة. يجب أن يكون الانحناء والالتواء أقل من 0.5%، ولكن التسطيح المحلي على وسادة اللحام أمر بالغ الأهمية - لا يُسمح بأي نتوءات أو حفر.
- التعبئة والتغليف: تتطلب تعبئة محكمة الإغلاق ومفرغة من الهواء وخالية من الكبريت، مع مادة مجففة وبطاقات مؤشر الرطوبة. سيؤدي الأكسدة أو الكبرتة للطلاء إلى جعل اللحام مستحيلاً.
المخاطر الخفية التي تعيق التوسع
حتى مع المواصفات المثالية، فإن توسيع نطاق إنتاج لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لواجهة اللحام بالموجات فوق الصوتية يقدم مخاطر خفية. غالبًا ما تظهر هذه المشكلات فقط بعد بدء التصنيع بكميات كبيرة.
- تآكل الوسادة (القاتل الصامت):
- المخاطر: طاقة الموجات فوق الصوتية تكسر ألياف الإيبوكسي/الزجاج تحت وسادة النحاس.
- السبب: طاقة لحام مفرطة أو ركيزة هشة/ناعمة جدًا.
- الكشف: غالبًا ما يكون غير مرئي للفحص البصري. يتطلب قطعًا عرضيًا أو مجهرًا صوتيًا.
- الوقاية: تحسين معلمات اللحام (القوة/الطاقة/الوقت) واستخدام مواد عازلة ذات معامل مرونة عالٍ.
- انتشار/هجرة النيكل:
- المخاطر: يهاجر النيكل عبر طبقة الذهب/البلاديوم إلى السطح، ويتأكسد ويمنع الترابط.
- السبب: كثافة طلاء ضعيفة أو تخزين طويل الأمد في درجات حرارة عالية.
- الكشف: مطيافية الإلكترون أوجيه (AES) أو تحليل XPS للسطح.
- الوقاية: تحكم صارم في كيمياء حوض الطلاء وظروف التخزين.
- عدم تطابق تردد الرنين:
- المخاطر: تعمل لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) كحجاب حاجز، وتهتز بتردد اللحام (مثل 20 كيلو هرتز أو 60 كيلو هرتز).
- السبب: يسمح تثبيت لوحة الدوائر المطبوعة بالحركة، أو أن أبعاد اللوحة ترن.
- الكشف: جودة لحام غير متناسقة في مناطق معينة من اللوحة (العقد مقابل البطون).
- الوقاية: تصميم أدوات تثبيت صلبة لعملية التجميع؛ محاكاة التحليل النمطي للوحة الدوائر المطبوعة.
- تلوث السطح من قناع اللحام:
- المخاطر: بقايا قناع اللحام أو "النزيف" تغطي حافة وسادة اللحام.
- السبب: تعريف قناع ضعيف أو معالجة غير صحيحة.
- الكشف: الفحص البصري تحت التكبير العالي؛ الفحص بضوء الأشعة فوق البنفسجية.
- الوقاية: زيادة خلوص القناع؛ استخدام التصوير المباشر بالليزر (LDI) لمحاذاة القناع بدقة.
"الوسادة السوداء" في ENEPIG:
- المخاطر: طبقة النيكل المتآكلة تحت الذهب/البلاديوم، مما يؤدي إلى كسر هش.
- السبب: حمام غمر الذهب شديد النشاط يهاجم النيكل.
- الكشف: فشل هش أثناء اختبار القص؛ يظهر تحليل SEM مظهر "تشقق الطين" على النيكل.
- الوقاية: تحكم أكثر صرامة في محتوى الفوسفور في النيكل ومستويات الأس الهيدروجيني في حمامات غمر الذهب.
سمك طلاء غير متناسق:
- المخاطر: تؤثر الاختلافات في سمك الذهب عبر اللوحة على نافذة اللحام.
- السبب: سوء توزيع التيار في الطلاء الكهربائي أو استنفاد حمامات الطلاء غير الكهربائي.
- الكشف: رسم خرائط قياس XRF عبر اللوحة.
- الوقاية: استخدام حدود طلاء وهمية (thieving) وتحليل متكرر للحمام.
انتقال تآكل الأداة:
- المخاطر: تتغلغل بقايا أداة اللحام في وسادة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
- السبب: سونترود أو إسفين ربط بالي.
- الكشف: يظهر الفحص البصري مواد غريبة أو بصمات غير عادية.
- الوقاية: تطبيق جدول صارم لصيانة الأدوات واستبدالها.
امتصاص الرطوبة:
- المخاطر: تتمدد الرطوبة في لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) أثناء أي خطوات معالجة حرارية، مما يؤدي إلى انفصال الوسادة.
- السبب: التخزين غير السليم أو التعرض لأرضية المصنع الرطبة.
- الكشف: ظهور بثور بعد الإجهاد الحراري.
- الوقاية: خبز اللوحات قبل التجميع؛ بروتوكولات صارمة للأجهزة الحساسة للرطوبة (MSD).
تلف ضبط وتقليم الهوائي:
- الخطر: إذا خضعت لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) للتقليم بالليزر لـ ضبط وتقليم الهوائي بالقرب من موقع اللحام، فإن الحطام أو المناطق المتأثرة بالحرارة يمكن أن تؤدي إلى تدهور وسادة اللحام.
- السبب: قرب عمليات التقليم من واجهة اللحام.
- الكشف: علامات حروق أو حطام موصل على الوسادات.
- الوقاية: تسلسل العمليات بشكل صحيح (التقليم ثم التنظيف ثم اللحام) أو استخدام قناع واقي.
ربط الأسلاك لحساسية واجهة الكيوبت:
- الخطر: الشوائب المغناطيسية في طبقة الطلاء تعطل التماسك الكمي.
- السبب: النيكل القياسي مغناطيسي.
- الكشف: قياس المغناطيسية بواسطة SQUID (نادر) أو ببساطة فشل المواصفات.
- الوقاية: استخدام خيارات طلاء غير مغناطيسية (مثل الفضة، أو سبائك النيكل-الفوسفور غير المغناطيسية المحددة) إذا كان ذلك مطلوبًا بشكل صريح.
خطة التحقق (ماذا تختبر، متى، وماذا يعني "اجتياز")
لا توافق على دفعة بناءً على الفحص البصري وحده. طبق خطة التحقق هذه لكل مراجعة جديدة أو تغيير مورد.
- اختبار سحب الأسلاك (مدمر):
- الهدف: قياس قوة الشد لرباط السلك/الشريط.
- الطريقة: سحب السلك عموديًا على اللوحة حتى الفشل.
- القبول: يجب أن يحدث الفشل في السلك (كسر السلك)، وليس عند الواجهة (الخلع). تعتمد القوة الدنيا على قطر السلك (مثال: > 10 جرام لسلك ذهب 25 ميكرومتر).
اختبار القص بالكرة/الإسفين:
- الهدف: قياس القوة الجانبية للرباط بالوسادة.
- الطريقة: تطبيق قوة جانبية على كتلة الرباط.
- القبول: قوة القص > 1.2 ضعف المعيار الأدنى (مثال: JEDEC أو Mil-Std). يجب أن يكون نمط الفشل هو قص المادة السائبة، وليس رفع الوسادة أو تكون الفوهات.
تحليل المقطع العرضي (التقطيع المجهري):
- الهدف: التحقق من سمك الطلاء والتحقق من تكون الفوهات.
- الطريقة: تغليف وتلميع عينة لحام؛ الفحص تحت المجهر الإلكتروني الماسح (SEM).
- القبول: لا توجد تشققات في الرقائق/النحاس؛ تشكيل المركب البيني المعدني (IMC) مستمر وموحد.
الصدمة الحرارية / الدورات:
- الهدف: محاكاة إجهاد دورة الحياة.
- الطريقة: -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية (أو أعلى) لمدة 500-1000 دورة.
- القبول: أقل من 10% تدهور في قوة السحب/القص بعد الدورات. لا توجد فتوحات كهربائية.
التخزين في درجة حرارة عالية (HTS):
- الهدف: التحقق من الانتشار وتكون فراغات كيركيندال.
- الطريقة: التخزين عند 150 درجة مئوية لمدة 1000 ساعة.
- القبول: يبقى الرباط سليمًا؛ تبقى قوة القص ضمن المواصفات.
التحقق من خشونة السطح:
- الهدف: التأكد من أن الوسادات ناعمة بما يكفي للربط.
- الطريقة: قياس التشكيل بالليزر أو قلم التلامس.
- القبول: Ra < 0.3 ميكرومتر (أو حسب المواصفات).
اختبار مسامية الطلاء:
- الهدف: التأكد من أن الذهب/البلاديوم يحمي النيكل.
- الطريقة: اختبار الجل أو اختبار بخار الحمض.
- القبول: عدم وجود بقع تآكل مرئية على سطح الوسادة.
اختبار النظافة (كروماتوغرافيا الأيونات):
- الهدف: الكشف عن المخلفات الأيونية.
- الطريقة: IPC-TM-650 2.3.25.
- القبول: < 1.56 ميكروجرام/سم² مكافئ كلوريد الصوديوم (أو أكثر صرامة للموثوقية العالية).
اختبار قابلية اللحام (تحكم):
- الهدف: حتى في حالة اللحام، التحقق من سلامة الطلاء.
- الطريقة: الغمس والنظر / ميزان التبلل.
- القبول: تغطية > 95% (يشير إلى كيمياء طلاء صحية).
اختبار الاهتزاز:
- الهدف: التحقق من المتانة الميكانيكية للواجهة.
- الطريقة: ملف اهتزاز عشوائي يطابق بيئة الاستخدام النهائي.
- القبول: عدم وجود انقطاع في الأسلاك أو رفع للروابط؛ مقاومة التلامس مستقرة.
قائمة مراجعة المورد (طلب عرض أسعار + أسئلة التدقيق)
استخدم قائمة المراجعة هذه لتقييم APTPCB أو أي مورد آخر. إذا لم يتمكنوا من الإجابة على هذه الأسئلة، فهم غير مستعدين لإنتاج لوحات الدوائر المطبوعة ذات واجهة اللحام بالموجات فوق الصوتية عالية الموثوقية.
مدخلات طلب عرض الأسعار (ما ترسله)
- ملفات Gerber: مع تعريف واضح لوسادات اللحام بالموجات فوق الصوتية مقابل وسادات اللحام بالقصدير.
- رسم التصنيع: تحديد متطلبات "واجهة اللحام بالموجات فوق الصوتية" بشكل صريح.
- مواصفات الطلاء: نطاقات سمك دقيقة للنيكل والبلاديوم والذهب.
- مواصفات خشونة السطح: تحديد قيمة Ra القصوى.
- مواصفات المواد: Tg، CTE، ودرجة حرارة التحلل (Td).
- مواصفات النظافة: متطلبات التنظيف بالبلازما ونوع التعبئة والتغليف.
- قسائم الاختبار: تصميم قسائم محددة لاختبار الشد/القص على لوحة الإنتاج.
- تقديرات الحجم: EAU لتحديد ما إذا كانت الأدوات الصلبة أو اللينة مناسبة.
- سياق التطبيق: اذكر ما إذا كان هذا مخصصًا لـ ربط الأسلاك لواجهة الكيوبت أو الطاقة السيارات (يساعد المورد على اختيار الكيمياء).
إثبات القدرة (ما يقدمونه)
- تدقيق خط الطلاء: هل لديهم ENEPIG/الذهب الناعم داخليًا أم يقومون بالاستعانة بمصادر خارجية؟ (يُفضل أن يكون داخليًا للتحكم).
- بيانات XRF: هل يمكنهم تقديم تقارير سمك XRF لكل دفعة؟
- بيانات الخشونة: هل لديهم معدات لقياس Ra على الوسادات الصغيرة؟
- التنظيف بالبلازما: هل لديهم قدرة معالجة بالبلازما داخلية؟
- الخبرة: أمثلة على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) ذات واجهة اللحام بالموجات فوق الصوتية المماثلة التي تم إنتاجها.
- تسجيل قناع اللحام: القدرة على تحمل تفاوتات NSMD الضيقة (+/- 50 ميكرومتر أو أفضل).
نظام الجودة والتتبع
- تحليل حوض الطلاء: تكرار التحليل الكيميائي (يجب أن يكون يوميًا/لكل وردية).
- تكرار الفحص المقطعي: كم مرة يتحققون من "الوسادة السوداء" أو تآكل النيكل؟
- تتبع الدفعة: هل يمكنهم تتبع لوحة معينة إلى ظروف حوض الطلاء؟
- مخططات SPC: التحكم الإحصائي في العمليات لسمك الذهب والنيكل.
- الفحص: الفحص البصري الآلي (AOI) المُعد لاكتشاف عيوب الطلاء، وليس فقط الدوائر القصيرة/المفتوحة.
- الشهادات: IATF 16949 (للسيارات) أو AS9100 (للفضاء) إذا كان ذلك منطبقًا.
التحكم في التغيير والتسليم
- PCP (خطة التحكم في العملية): هل عملية الطلاء "مجمدة" لرقم الجزء الخاص بك؟
- التحكم في الموردين الفرعيين: هل موردي الرقائق ثابتون؟ (تغيير الرقائق يمكن أن يؤثر على خطر التآكل).
- التحقق من التعبئة والتغليف: هل قاموا بالتحقق من تعبئتهم الفراغية مقابل متطلبات مدة الصلاحية؟
- القدرة: هل يمكنهم زيادة إنتاجية الطلاء دون المساس بأوقات الإقامة؟
- عملية RMA: ما هو الجدول الزمني لتحليل السبب الجذري لفشل الترابط؟
- المخزون الاحتياطي: سياسة الاحتفاظ بمخزون اللوحات العارية (خطر الأكسدة).
إرشادات القرار (المقايضات التي يمكنك اختيارها بالفعل)
الهندسة تدور حول التنازلات. إليك المقايضات الخاصة بلوحات الدوائر المطبوعة لواجهة اللحام بالموجات فوق الصوتية.
ENEPIG مقابل الذهب اللين:
- إذا كنت تعطي الأولوية للتنوع (اللحام + ربط الأسلاك)، فاختر ENEPIG. إنه أرخص بشكل عام من الذهب اللين السميك ويمنع "الوسادة السوداء".
- إذا كنت تعطي الأولوية للموثوقية المطلقة لربط الأسلاك الذهبية، فاختر الذهب الإلكتروليتي اللين. إنه يوفر أوسع نافذة عملية ولكنه مكلف ويتطلب قضيب توصيل للطلاء (قيد تصميم).
السيراميك مقابل FR4:
إذا كنت تعطي الأولوية لتبديد الحرارة والصلابة، فاختر السيراميك (Al2O3 أو AlN). إنه يعكس الطاقة فوق الصوتية جيدًا، مما يؤدي إلى روابط قوية.
إذا كنت تعطي الأولوية للتكلفة والتوجيه المعقد متعدد الطبقات، فاختر FR4 عالي Tg. كن مستعدًا لتحسين معلمات اللحام لمراعاة الركيزة الأكثر ليونة.
النحاس السميك مقابل النحاس القياسي:
- إذا كنت تعطي الأولوية للتعامل مع الطاقة وانتشار الحرارة، فاختر النحاس الثقيل (>3 أوقية).
- إذا كنت تعطي الأولوية لربط الأسلاك ذات الخطوة الدقيقة، فاختر النحاس القياسي (1 أوقية). يحتوي النحاس الثقيل على ملامح حفر (أشكال شبه منحرفة) تجعل من الصعب تحقيق أسطح ربط مسطحة على الخطوات الدقيقة.
وسادات NSMD مقابل SMD:
- إذا كنت تعطي الأولوية لقوة الربط وتحديد الوسادة، فاختر NSMD (غير محدد بقناع اللحام). يكون حافة النحاس مكشوفة، ولكن حجم الوسادة يتم تحديده عن طريق الحفر، وهو دقيق.
- إذا كنت تعطي الأولوية لالتصاق الوسادة باللوحة (مقاومة الرفع)، فاختر SMD (محدد بقناع اللحام). يثبت القناع الوسادة، ولكن اختلافات ارتفاع القناع يمكن أن تتداخل مع أداة الربط.
التنظيف بالبلازما مقابل عدم استخدام البلازما:
- إذا كنت تعطي الأولوية للإنتاجية والموثوقية، فاختر التنظيف بالبلازما. إنه يضيف تكلفة بسيطة ويزيل الملوثات العضوية.
- إذا كنت تعطي الأولوية لأقل سعر للقطعة، فقد تتجاهله، ولكنك تخاطر بحدوث تساقط أعلى في مرحلة الربط. توصية: اختر البلازما دائمًا.
الأسئلة الشائعة
س: هل يمكنني استخدام ENIG القياسي لربط الأسلاك بالموجات فوق الصوتية؟ A: إنه محفوف بالمخاطر. غالبًا ما يحتوي ENIG القياسي على طبقة ذهب رقيقة وواجهة نيكل هشة يمكن أن تفشل تحت طاقة الموجات فوق الصوتية. يعتبر ENEPIG أو Soft Gold أكثر أمانًا بكثير.
Q: ما هي مدة صلاحية لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) ذات واجهة اللحام بالموجات فوق الصوتية؟ A: عادةً 6 أشهر إذا كانت محكمة الإغلاق بالتفريغ. بمجرد فتحها، يجب ربطها في غضون ساعات أو تخزينها في خزانة نيتروجين لمنع الأكسدة/التلوث.
Q: لماذا لا يلتصق سلك الألومنيوم الخاص بي بالوسادة؟ A: الأسباب الشائعة هي: خشونة الوسادة عالية جدًا، التلوث العضوي (يحتاج إلى تنظيف بالبلازما)، أو أن طلاء الذهب سميك جدًا (مما يسبب فراغات).
Q: كيف يؤثر "ضبط وتقليم الهوائي" على وسادة اللحام؟ A: يؤدي التقليم بالليزر إلى توليد حطام وحرارة. إذا كانت وسادة اللحام قريبة، فيجب تغطيتها أو تنظيفها جيدًا بعد التقليم لضمان عدم تعرض تضاريس السطح للخطر.
Q: هل "ربط الأسلاك لواجهة الكيوبت" يختلف عن الربط القياسي؟ A: نعم. يتطلب مواد غير مغناطيسية (تجنب النيكل القياسي) ومسارات متوافقة مع الموصلات الفائقة، وغالبًا ما يتضمن عمليات ترذيذ متخصصة بدلاً من الطلاء القياسي.
Q: هل يمكنني إعادة العمل على لحام بالموجات فوق الصوتية فاشل؟ A: عمومًا، لا. عملية اللحام تشوه الشبكة المعدنية. إزالة السلك عادةً ما تدمر سطح الوسادة، مما يتطلب التخلص من اللوحة.
Q: هل تقوم APTPCB بإجراء اللحام بالموجات فوق الصوتية؟ ج: تقوم APTPCB بتصنيع اللوحة العارية (PCB) بالمواصفات المطلوبة للواجهة. يتم اللحام/الربط الفعلي عادةً خلال مرحلة التجميع (PCBA)، على الرغم من أننا نستطيع التنسيق مع شركاء التجميع.
س: ما هي أفضل طريقة لتحديد منطقة اللحام في ملفات Gerber؟ ج: استخدم طبقة ميكانيكية مخصصة لتسليط الضوء على "مناطق الربط" وأضف ملاحظة نصية تشير إلى متطلبات التشطيب السطحي والخشونة المحددة لتلك المناطق.
صفحات وأدوات ذات صلة
- تشطيبات سطح لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) – قارن بين ENEPIG وENIG والذهب الناعم لاختيار الطلاء المناسب لاحتياجات اللحام الخاصة بك.
- قدرات لوحات الدوائر المطبوعة السيراميكية (Ceramic PCB) – استكشف الركائز التي توفر صلابة فائقة وأداءً حراريًا للربط بالموجات فوق الصوتية عالية الطاقة.
- لوحات الدوائر المطبوعة بالنحاس الثقيل (Heavy Copper PCB) – ضروري لإلكترونيات الطاقة حيث يربط اللحام بالموجات فوق الصوتية قضبان التوصيل أو الأطراف ذات المقياس الثقيل.
- مراقبة جودة لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) – افهم كيف نتحقق من سمك الطلاء والالتصاق لمنع الأعطال الميدانية.
- لوحات الدوائر المطبوعة لإلكترونيات السيارات (Automotive Electronics PCB) – تعرف على كيفية تطبيق واجهات اللحام بالموجات فوق الصوتية في إدارة بطاريات المركبات الكهربائية ووحدات الطاقة.
- إرشادات DFM – قم بتنزيل قواعد التصميم لضمان أن تكون وساداتك بالحجم والتباعد الصحيحين لأدوات الربط.
طلب عرض أسعار
هل أنت مستعد للتحقق من صحة تصميمك؟ اطلب عرض أسعار من APTPCB اليوم. يرجى تضمين ملفات Gerber الخاصة بك، وتفاصيل التراص، وملاحظة محددة بخصوص متطلبات "اللحام بالموجات فوق الصوتية" الخاصة بك حتى يتمكن فريق الهندسة لدينا من إجراء مراجعة DFM متخصصة للطلاء وتضاريس السطح.
الخلاصة
يتطلب النشر الناجح لـ لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لواجهة اللحام بالموجات فوق الصوتية تحولًا في طريقة التفكير من "الاتصال الكهربائي" إلى "علم المعادن الميكانيكي". يتم تحديد نجاح اللحام قبل وقت طويل من لمس أداة الربط للوحة - يتم تحديده بواسطة كيمياء الطلاء، وخشونة السطح، وصلابة الركيزة المحددة في حزمة البيانات الخاصة بك. من خلال التحكم في هذه المتغيرات والشراكة مع مصنع مثل APTPCB الذي يفهم فيزياء الواجهة، يمكنك التخلص من المخاطر الخفية للتآكل والرفع، مما يضمن أن منتجك يتحمل قسوة بيئته.