מסכת땜

מהי שכבת בדיל?

שכבת הבדיל (המכונה גם solder resist) היא שכבת דקה של חומר פולימרי שמופשטת על פני שטח ה-PCB (לוחת מעגלים מודפסים). תפקידה העיקרי הוא להגן על מסילות הנחושת ולמנוע מהבדיל מלזרום לאזורים שבהם אין צורך בלחימה במהלך תהליך הלחימה. על מנת שהלחימה תהיה מושלמת, כל לוחת המעגלים, פרט לאזורים של הפדים, מוכּסה בשכבת בדיל.

שכבת הבדיל מופשטת על שני צידי ה-PCB. Harina היא המרכיב העיקרי בשכבת הבדיל מאחר שהיא מספקת התנגדות טובה ללחות ולאפקטים של טמפרטורה גבוהה, והיא לא מוליכה חשמל. בהתחלה, רוב ה-PCB השתמשו בשכבת בדיל ירוקה, ולכן היא נקראת לעיתים קרובות "שמן ירוק". עם זאת, לשכבת הבדיל יש גם צבעים רבים אחרים, כגון ירוק, לבן, צהוב, אדום, כחול, שחור וכו'. הצבע הספציפי שישתמש בו תלוי בצרכים השונים של הלקוח.

תפקוד מסכת הלחמה

למסכת הלחמה בפלטת חשמל יש את התפקודים הבאים:

• מניעת חמצון שכבת הנחושת;
  
• מניעת קצר חשמלי שגרם גשרים במהלך הלحام;
  
• מניעת שבירות פיזיות בקו המוליך;
  
• למסכת הלחמה תכונות בידוד גבוהות, מה שמאפשר לעצב פלטות חשמל בצפיפות גבוהה.
  
• מניעת קצר בין קווים מוליכים ונקודות לחמה במהלך הלحام בתנור הזר, לحام גל ולحام ידני;

סוגי מסכת לחמה

ישנם סוגים שונים של מסכת לחמה בפלטת חשמל. ללא קשר לסוג, יש צורך לאפיין בחום לאחר קביעת התבנית. הסוגים הנפוצים של מסכת הלחמה הם כדלקמן:

• מסכת לחמה רגישה לאור פליזה:

  DFSM מחוברת ללוח המעגלים בשיטת ואקום, ואז מוצגת ומפותחת.
  

• שרף אפוקסי נוזלי:

  בהתאם לדרישות היישום, ניתן לייצר את שרף הלحام מאמצעים שונים. השרף הזול ביותר הוא מסוג שרף אפוקסי נוזלי, אשר מדפיס את תבנית השרף על לוח המעגלים בשיטת הדפסת מסגרת.
  

• שרף לحام רגיש לאור נוזלי:

  LPSM ניתן להדפסה במסגרת או ספיגה על לוח המעגלים, ואז מוצגת ומפותחת כדי ליצור פתחים, כך שיוכלו להיצמד רכיבים למשטחי הנחושת.

שרף לحام אל מול תבנית

שרף הלحام הוא תהליך מפתח בייצור לוחות מעגלים. השכבת הפנים המצויה על לוח המעגלים היא שרף הלحام. שרף הלحام הוא תהליך "שלילי", ולכן כאשר מטבעים את תבנית שרף הלحام על הלוח, הנחושת נחשפת בפתחים של התבנית, במקום שהיא מוכסת בדידת שרף הלحام.

שכבת הרשת הפליזית היא למעשה תבנית לתיבוד רכיבים SMD, והיא מתאימה לפסים של הרכיבים SMD. ניתן להבין ממנה באופן ישיר כי תבנית הפליז נוצרת בהתאם לשכבת הרשת הפליזית. בתהליך ההרכבה של SMT, בדרך כלל משתמשים ברשת פליז כדי לחורץ חורים בנקודות המתאימות לפסים של ה-PCB, ומסתגרים ג'ל להטח על הרשת הפליזית. כאשר ה-PCB ממוקם מתחת לרשת הפליזית, הג'ל יורד דרך החורים ומכסה בצורה שווה את הפסים. לכן, פתחי הרשת הפליזית לא צריכים להיות גדולים מהגודל האמיתי של הפסים, ועדיף שיפחיתו או יהיו שווים לגודל הפס.

ההבחנות המרכזיות בין שכבת מסכת ההלחמה לבין שכבת הרשת הפליזית הן כדלקמן:

מגבלת שכבה

לרוב, אנו יכולים לייצר רק תת-שכבת אלומיניום בודדת ותת-שכבת אלומיניום כפולה. עקב מגבלות בתהליך הייצור, קשה לייצר תת-שכבות אלומיניום מרובות שכבות, ולכן הן אינן מספקות את הדרישות של תכנונים מורכבים.

גמישות לקויה

חומר האלומיניום מתכתי הוא בעל קשיחות גבוהה וחלש ברך, ולא כה גמיש כמו שכבות פוליאימיד או פוליאסטר. לכן, אינו מתאים ליישומים הדורשים קיפול חוזר ושוב.

מקדם התפשטות תרמי לא אחיד

מקדם ההתפשטות התרמית של תת-שכבת האלומיניום הוא יחסית גבוה, מה שמשתנה ממקשה אחת לחומר הלחמה אחר. אי התאמה במקדמי ההתפשטות התרמית של שני החומרים עלולה לגרום לנזק בלחמות או להתקלפות, מה שמוריד את הנوثנות הכוללת.

תת-שכבת אלומיניום מוסיפה דרישות תהליך נוספות

בניגוד לחומרים רגילים, תכונות המתכת של חומרי אלומיניום דורשות זמן רב יותר לשקול בתהליך הייצור והרכיבה, מה שמעמיס על מורכבות התהליך ועלותו.

עלות גבוהה

למרות שהחומר אלומיניום מספק יתרונות משמעותיים בניהול טרמי, בהשוואה לחומרים טרדייציוניים כמו FR4, פסי פלטת אלומיניום בעלות על עלויות חומרים גבוהות יותר, תהליכי ייצור מיוחדים ודרישות לטיפול משטחי, ולכן עלות הייצור הכוללת עולה.

תחומי יישום של פסי פלטת אלומיניום

• הפתחים בשכבת מסכת הלحام הם ללא דיו מסכת, בעוד שהפתחים בשכבת הרשת הפליזית משמשים לפיזור ג'ל הלحام;
  
• שכבת מסכת הלحام משמשת ליישור דיו מסכת, בעוד שכבת הרשת הפליזית משמשת ליישור ג'ל הלحام;
  
• שכבת מסכת הלحام שייכת לשלב ייצור ה-PCB, בעוד שכבת הפסל הפליז שייכת לשלב רכיבת ה-PCB;
  
• לשכבת מסיכת הלחמה יש מגוון צבעים לבחירה, בעוד ששכבת הרשת הפליזית היא בדרך כלל אפורה.
  
• שכבת מסיכת הלחמה היא חלק מהpcb, בעוד ששכבת הרשת הפליזית איננה חלק ממנו, אלא רק תבנית המשמשת לתיקון;