Delik Kapatma

Via Kaplama: Lehim birleşimlerinin kalitesini korumak için kritik bir süreçtir

PCB tasarımı ve üretiminde, farklı katmanları bağlamak için 'köprü' olarak kullanılan vias'lar kullanılır. Eğer açıkta bırakılırlarsa, montaj kalitesini etkileyebilecek gizli tehlikelere dönüşebilirler. Lehimleme sırasında lehim macunu deliğe düşebilir ve bu da lehim birleşimlerinin yetersiz kalmasına veya hatta etkili lehim birleşimlerinin oluşmamasına neden olur; adeta bir barajdaki çatlaktan su sızması gibi. Böyle problemler meydana geldiğinde doğrudan devrelerin iletkenliğini ve güvenilirliğini etkiler.

Via kaplama teknolojisi basitçe, lehim maskesi veya özel malzemelerle via'ları sarmak veya doldurmak anlamına gelir. Bu işlem, lehim macununun sızmasını etkili bir şekilde önleyebilir ve istenmeyen kısa devre riskini azaltır. Via'ların işlevsel gereksinimlerine ve kullanım senaryolarına göre üç yaygın kaplama yöntemi vardır:

Via Tenting: Kolay temel koruma

Via Tenting, ek işlemler gerektirmeden doğrudan lehim maskesi mürekkebiyle via'ları kaplar. Bu işlem, via'ların üzerine bir "sargı" örtmek gibidir. İki özel uygulama şekli vardır:
1. Tek taraflı kalkanlama: Via'nın bir tarafı lehim maskesi mürekkebiyle kaplanır, diğer tarafı açık bırakılır. Bu yöntem, hafif ısı dağıtım gereksinimi olan senaryolara uygundur;

2. Çift taraflı kalkanlama: Via'nın her iki tarafı da tamamen lehim maskesi mürekkebiyle kaplanır. Bu yöntem daha koruyucudur ve sıradan sinyal via'ları için uygundur. Lehim macununun deliğe yanlışlıkla akmasını etkili bir şekilde önleyebilir.

Bu yöntem düşük maliyetli ve işlem olarak basittir ve geleneksel PCB'lerde en yaygın kullanılan temel koruma yöntemidir. Tasarım sırasında dikkat edilmesi gereken not: Lehim maskesi katmanı pencere açma dosyası, kaplanmaması gereken alanı net şekilde işaretlemelidir; böylece zırhlama süreci ile tasarım gereksinimleri arasındaki çakışmalar önlenir.

Via Doldurma: Kısmi doldurma için hedefe yönelik bir çözüm

Via Doldurma, epoksi reçine ve lehim maskesi mürekkebi gibi iletken olmayan malzemelerle via'nın "yarı doldurulması" anlamına gelir; adeta via'yı bir "yumuşak tıkaç" ile kapatmak gibidir. İki adet özel yöntem vardır:
1. Tek taraflı doldurma: Via'nın bir tarafından iletken olmayan malzeme ile kısmen doldurulur, yüzey lehim maskesi ile kaplanır ve diğer taraf açık bırakılır;

2. Çift taraflı doldurma: Via'nın her iki tarafından kısmen doldurulur ve lehim maskesi ile kaplanır.

Önemli hatırlatma:

• Doldurma işlemi çapı 0,5 mm'den küçük olan via'lar için uygundur. Açıklık çok büyükse doldurma etkisini garanti altına almak zordur;
  
• Tek taraflı soketleme işlemine öncelik verilmesi için çok katmanlı PCB'ler önerilir. Çift taraflı soketleme, via'da kapalı bir alan oluşturur. Lehimleme sırasında yüksek sıcaklık, iç gazın genlemesine ve lehim maskesinin çatlamasına neden olabilir;
  
• Lehimleme gerekmiyorsa, yalnızca lehim maskesiyle kaplamadan doldurulabilir ve ihtiyaç duyuldukça esnek şekilde ayarlanabilir.

Via Doldurma: Tamamen kapatılarak yüksek düzeyde koruma

Via doldurma, via'nın iletken olmayan malzemeyle tamamen doldurulması işlemidir. Bu işlem, via'ya adeta bir "katı çekirdek" eklenmesi anlamına gelir. Bu süreç özellikle BGA gibi yüksek yoğunluklu yerleşim alanları için uygundur. Eğer bu alanlardaki via'lar açık bırakılırsa, lehim macunu lehimleme sırasında pad'den deliğe akabilir. Bu durum, lehim birleşimlerinin yetersiz olmasına, soğuk lehim birleşimlerinin oluşmesine veya hatta hiç lehimlenmemeye neden olabilir. Bu da PCB montaj kalitesini büyük ölçüde etkiler. Ana uygulama biçimleri şunlardır:
1. Tam doldurma + isteğe bağlı kaplama: deliği iletken olmayan malzeme ile tamamen doldurun ve yüzeyi lehim maskesi ile kaplanabilir (veya lehimleme gereksinimlerine bağlı olarak kaplanmayabilir);

2. Doldurma + Kapatma: Bu daha karmaşık bir prosestir - ilk olarak delik elektrokaplanır ve temizlenir, ardından iletken olmayan malzeme deliğe bastırılır ve sertleştirilir ve son olarak deliğin uç kısmı düzleştirilir ve metalize edilir; böylece yüzey hem düz hem de lehimlenebilir hale gelir. Bu yöntem özellikle "Via-in-Pad" tasarımına uygundur ve aynı zamanda istifli mikro delikli paketlemeyi destekleyerek BGA'lar arasındaki yoğun kablolar için yol açar.

Doğru via kaplama yöntemini seçmek, via çapı, PCB katman sayısı ve montaj gereksinimleri gibi faktörlere dayalı kapsamlı bir değerlendirme gerektirir. Temel ekranlama ya da gelişmiş doldurma olması fark etmez, asıl amaç lehimleme risklerini azaltmak ve PCB güvenilirliğini artırmaktır. Bu aynı zamanda her bir PCB'nin uygulama testlerine dayanabileceğini garanti altına almak için süreç seçimi sırasında her zaman bağlı kaldığımız prenstir.