غطاء اللحام

ما هو ماسك اللحام؟

ماسك اللحام (ويُعرف أيضًا باسم ماسك اللحام) هو طبقة رقيقة من المادة البوليمرية تُطبق على سطح اللوحة الدوائر المطبوعة (PCB). وظيفته الرئيسية هي حماية المسارات النحاسية ومنع تدفق اللحام إلى المناطق التي لا يُراد لحامها أثناء عملية اللحام. ولإتمام عملية اللحام بشكل مثالي، تُغطى اللوحة الدوائرية بالكامل بطبقة من ماسك اللحام، باستثناء منطقة الوسادة.

يتم تطبيق ماسك اللحام على جانبي اللوحة الدوائرية. والراتنج هو المكون الرئيسي لماسك اللحام لأنه يمتاز بمقاومته الجيدة للرطوبة والحرارة العالية وعدم توصيله للكهرباء. في البداية، كانت معظم اللوحات الدوائرية تستخدم ماسك لحام أخضر، ولذلك يُطلق عليه غالبًا اسم "الزيت الأخضر". ومع ذلك، فإن ماسك اللحام يتوفر بألوان متعددة مثل الأخضر وال أبيض والأصفر والأحمر والأزرق والأسود وغيرها. واللون المحدد للاستخدام يعتمد على الاحتياجات المختلفة للعملاء.

وظيفة طبقة مقاومة اللحام

لطبقة مقاومة اللحام على اللوحة الدوائرية المطبوعة (PCB) الوظائف التالية:

• منع أكسدة طبقة النحاس؛
  
• منع الدوائر القصيرة الناتجة عن الجسور أثناء عملية اللحام؛
  
• منع الانقطاعات الفيزيائية في خطوط الموصلات؛
  
• لدى طبقة مقاومة اللحام خصائص عزل عالية، مما يجعل من الممكن تصميم دوائر مطبوعة كثيفة.
  
• منع الدوائر القصيرة بين خطوط الموصلات ونقاط اللحام أثناء لحام الموجة أو لحام إعادة التدوير أو اللحام اليدوي؛

أنواع طبقة مقاومة اللحام

هناك أنواع مختلفة من طبقة مقاومة اللحام على اللوحة الدوائرية المطبوعة (PCB). بغض النظر عن النوع، يجب إجراء عملية تجفيف حراري بعد تحديد النمط. الأنواع الشائعة لطبقة مقاومة اللحام هي كما يلي:

• طبقة مقاومة اللحام الحساسة للضوء من النوع الجاف:

  يتم لصق DFSM بلوحة الدوائر المطبوعة (PCB) باستخدام التلبد تحت الفراغ، ثم يُعرَّض ويُطوَّر.
  

• الايبوكسي السائل:

  وفقًا لمتطلبات التطبيق، يمكن تصنيع مقاوم اللحام (solder mask) من وسائط مختلفة. أقلها من حيث التكلفة هو النوع المصنوع من الإيبوكسي السائل، والذي يطبّع نمط مقاوم اللحام على اللوحة باستخدام طباعة الشاشة.
  

• مقاوم اللحام الحساس للضوء السائل:

  يمكن طباعة LPSM باستخدام الشاشة أو رشه على اللوحة، ثم يُعرَّض ويُطوَّر لتشكيل فتحات بحيث يمكن لحام المكونات على الوسادات النحاسية.

مقاوم اللحام مقابل القالب (ستينسيل)

مقاوم اللحام هي عملية رئيسية في تصنيع اللوحات الدوائرية المطبوعة. الطبقة السطحية الملونة على اللوحة هي مقاوم اللحام. مقاوم اللحام هو إخراج "سلبي"، لذا عند تطبيق نمط مقاوم اللحام على اللوحة، يبقى النحاس مكشوفًا في مناطق فتحات النمط بدلًا من أن يُغطّى بحبر مقاوم اللحام.

إن طبقة الشبكة الفولاذية ما هي إلا قالب لتغليف الأجهزة SMD، وتناظر وصلات مكونات SMD. ويمكن فهمها مباشرة على أنها قوالب ورقة فولاذية تم تصميمها وتصنيعها وفقًا لطبقة الشبكة الفولاذية. وفي عملية تركيب SMT، تُستخدم الشبكة الفولاذية عادةً لثقب الثقوب في المواضع المقابلة لوصلات اللوحة المطبوعة (PCB)، ويتم دهان معجون اللحام على الشبكة الفولاذية. وعند وضع اللوحة المطبوعة (PCB) أسفل الشبكة الفولاذية، يتدفق معجون اللحام من خلال الثقوب ويغطي الوصلات بشكل متساوٍ. ولذلك، لا ينبغي أن تكون فتحات طبقة الشبكة الفولاذية أكبر من حجم الوصلة الفعلية، ويُفضل أن تكون أصغر قليلاً أو مساوية للوصلة.

الاختلافات الجوهرية بين طبقة المقاومة اللوحية (solder mask) وطبقة الشبكة الفولاذية هي كما يلي:

حد الطبقات

عادةً لا يمكننا تصنيع سوى قواعد ألمنيومية أحادية الطبقة وقواعد ألمنيومية مزدوجة الطبقة. بسبب قيود عملية التصنيع، يصعب تصنيع قواعد ألمنيومية متعددة الطبقات، ولذلك لا يمكن تلبية متطلبات التصاميم المعقدة متعددة الطبقات.

مرونة ضعيفة

تتميز مواد الألمنيوم بالصلابة العالية وقلة الليونة، وهي ليست مرنة مثل الركيزة البوليمرية أو ركيزة البوليستر. ولذلك، فهي غير مناسبة للتطبيقات التي تتطلب ثنيًا متكررًا.

عدم تطابق معاملات التمدد الحراري

معامل التمدد الحراري للركائز الألمنيومية مرتفع نسبيًا، وهو يختلف عن بعض المكونات ومواد اللحام. يمكن أن يؤدي عدم التطابق في معاملات التمدد الحراري بين الاثنين إلى تلف الوصلات اللحامية أو تشقق الطبقة، مما يؤثر على الموثوقية العامة.

الركائز الألمنيومية تضيف متطلبات عملية إضافية

مقارنةً بالركائز العادية، تتطلب خصائص الألومنيوم وقتًا أكبر للاعتبار خلال التصنيع والتركيب، مما يزيد من تعقيد العمليات والتكاليف.

تكلفة عالية

على الرغم من أن ركائز الألومنيوم توفر ميزات كبيرة في إدارة الحرارة، إلا أن مقارنتها مع مواد FR4 التقليدية تُظهر أن دوائر الألومنيوم تتميز بتكاليف أعلى للمواد، وعمليات تصنيع خاصة، ومتطلبات لعلاج السطح، مما يؤدي إلى ارتفاع التكلفة الإجمالية للتصنيع.

مجالات تطبيق دوائر الألومنيوم

• الفتحات في طبقة المقاومة اللوحية خالية من حبر المقاومة، بينما تُستخدم الفتحات في طبقة الشبكة الفولاذية لوضع معجون اللحام؛
  
• تُستخدم طبقة المقاومة للحام لتطبيق حبر المقاومة للحام، بينما تُستخدم طبقة الشاشة الفولاذية لتطبيق معجون اللحام؛
  
• تنتمي طبقة المقاومة للحام إلى مرحلة تصنيع اللوحة الأم، بينما تنتمي طبقة الشاشة الفولاذية إلى مرحلة تجميع اللوحة الأم؛
  
• تتميز طبقة المقاومة للحام بتوفرها بألوان متنوعة، بينما تكون طبقة الشاشة الفولاذية عادة باللون الرمادي.
  
• تُعد طبقة المقاومة للحام جزءًا من اللوحة الأم، بينما طبقة الشاشة الفولاذية ليست كذلك، فهي مجرد قالب تُستخدم لتثبيت القطع؛