1، لماذا HASL غير مناسب للوحات عالية التردد؟
يمكن أن تعزى الأسباب الأساسية إلى القضايا الأربع الرئيسية المتمثلة في "ارتفاع واحد، واثنان من التفاوت، وتأثير واحد":
1. مقاومة القصدير عالية جدًا → يزداد فقدان الإشارة بشكل كبير
هذا هو السبب الأساسي. تظهر الإشارات عالية التردد تأثيرًا جلديًا - يتدفق التيار فقط في طبقة رقيقة جدًا على سطح الموصل:
2. عدم استواء السطح → انعكاس شديد للإشارة
اللحام بالرش هو عملية فيزيائية تستخدم سكين الهواء الساخن لتسوية اللحام المنصهر، مع وجود خطأ في تسطيح السطح يبلغ حوالي ± 2 ميكرومتر، ووجود مورفولوجيا دقيقة مثل النتوءات والمنخفضات وقمم اللحام.
الإشارات عالية التردد حساسة للغاية لنعومة السطح - الأسطح غير المستوية تشبه "الطرق الوعرة"، والتي يمكن أن تسبب انعكاس الإشارة، وتشتتها، وانقطاع المعاوقة، مما يؤدي بشكل مباشر إلى تدهور فقدان العودة وسلامة الإشارة. في المقابل، يمكن أن يصل تسطيح عملية الذهب الغمر إلى ± 0.5 ميكرومتر، وهو قريب من سطح المرآة.
3. سمك غير متساو → فقدان السيطرة على المعاوقة
نطاق سمك رش القصدير واسع (5-25 ميكرومتر أو حتى أكبر)، وهناك اختلافات كبيرة في السمك في مناطق مختلفة، مما يؤدي إلى:
عرض الخط الفعال وثابت العزل الكهربائي المكافئ لخطوط microstrip/strip غير مستقر
تتقلب المعاوقة بشكل كبير ولا يمكنها تلبية متطلبات تحمل المعاوقة البالغة ± 5 Ω أو حتى أكثر صرامة بالنسبة للوحات الترددات العالية-
انزياح تردد الرنين وانخفاض كسب الهوائي
4. صدمة حرارية عالية الحرارة → خطر الركيزة عالية التردد
يتطلب رش القصدير غمر اللوحة بالكامل في اللحام المنصهر عند درجة حرارة 250-260 درجة مئوية، مما يتسبب في حدوث صدمة حرارية شديدة للألواح ذات التردد العالي-المعتمدة على PTFE مثل Rogers وTaconic، والتي يمكن أن تؤدي بسهولة إلى تزييف اللوحة وتصفيح الطبقات البينية، خاصة على الألواح السميكة والكبيرة الحجم.
بالإضافة إلى ذلك، فإن حبيبات القصدير والنتوءات الناتجة عن رش القصدير قد تتسبب أيضًا في حدوث دوائر قصيرة دقيقة وتداخل كهرومغناطيسي.
2، كيف تختار بين غرق الذهب، وغرق الفضة، وOSP؟
تصنيف أداء التردد العالي -للعمليات الثلاث هو: ترسيب الفضة ≈ OSP
1. الذهب المغمور ENIG (ذهب النيكل المغمور)
الهيكل: طبقة النحاس + النيكل (3-5 ميكرومتر) + طبقة الذهب (0.05-0.15 ميكرومتر)
خطر التردد العالي: عندما يتجاوز التردد 10 جيجا هرتز، يكون عمق الجلد (0.66 ميكرومتر) أصغر بكثير من سمك طبقة النيكل (3-5 ميكرومتر)، وينتشر التيار بالكامل تقريبًا في طبقة النيكل عالية المقاومة. تكون الخسارة المقاسة عند 10 جيجا هرتز أعلى بحوالي 19.3% من خسارة النحاس العاري، وعند 20 جيجا هرتز تكون أعلى بحوالي 25.1%. وتبلغ خسارة الإدراج الإضافية عند التردد 28 جيجاهرتز حوالي 0,06-0,15 ديسيبل/سم.
السيناريوهات القابلة للتطبيق:
تردد التشغيل أقل من 10 جيجا هرتز وميزانية خسارة فضفاضة
يتطلب تخزينًا طويل الأمد-وإصلاحات/لحامات متعددة
تتوفر حزم BGA وQFN وحزم عرض جيدة أخرى
انتبه إلى مخاطر "اللوحة السوداء" واختر مصنعًا للألواح يخضع لرقابة صارمة. يجب التحكم في محتوى الفوسفور في طبقة النيكل بنسبة 7% إلى 9%
2. تغطيس الفضة (تغطيس الفضة)
الهيكل: طبقة النحاس + الفضة (0.1-0.4 ميكرومتر)
الميزة الأساسية: تتمتع الفضة بأعلى موصلية بين جميع المعادن، حتى أنها أفضل قليلاً من النحاس. عند 10 جيجا هرتز، تزيد الخسارة بنسبة 2.12% فقط مقارنة بالنحاس العاري، وعند 20 جيجا هرتز، تزيد فقط بنسبة 0.96%، مما يجعلها العملية ذات أفضل أداء عالي التردد-.
المخاطر الرئيسية:
هجرة أيونات الفضة: في ظل الرطوبة العالية والبيئة المتحيزة، تهاجر أيونات الفضة على طول السطح لتكوين بلورات شجرية، مما قد يسبب تسربًا أو حتى دائرة كهربائية قصيرة بين وسادات اللحام المتباعدة بشكل دقيق.
الكبريت/الأكسدة: حساس للكبريتيدات، يمكن أن يتغير لونه بعد بضع ساعات في الهواء
متطلبات تخزين عالية، التحكم في وقت التعرض قبل التركيب
السيناريوهات القابلة للتطبيق:
تطبيقات الموجات المليمترية فوق 20 جيجا هرتز (رادار 77 جيجا، وهوائي الموجات المليمترية 5 جيجا، والاتصالات عبر الأقمار الصناعية)
وصلات عالية السرعة/RF حساسة للغاية لميزانيات الخسارة
يُستخدم بحذر في البيئات ذات الرطوبة العالية والخارجية والصناعية (يتطلب ثلاثة طلاء مقاوم وزيادة المسافة بين الوسادة)
3. OSP (قناع اللحام العضوي)
الهيكل: غشاء نحاس + خالب عضوي (0.2-0.5 ميكرومتر)
الميزة الأساسية: بدون إدخال أي طبقات معدنية عالية المقاومة، يكون أداء التردد العالي-متوافقًا تمامًا مع النحاس العاري، ويكون السطح هو الأكثر سلاسة والمقاومة هي الأكثر استقرارًا. التكلفة هي الأقل بين العمليات الثلاث.
القيود الرئيسية:
الفيلم رقيق للغاية وغير مقاوم للحام المتعدد (ستتلف طبقة الفيلم بعد إعادة التدفق مرة واحدة)
فترة تخزين قصيرة، حساسة للرطوبة ودرجة الحرارة
غير مناسب للمنتجات التي تتطلب إصلاحًا أو-مخزونًا طويل الأمد
مقاومة الاتصال غير المستقرة، غير مناسبة لتطبيقات الاتصال مثل الأزرار والموصلات
السيناريوهات القابلة للتطبيق:
تتطلب وحدات الموجات المليمترية التي تزيد عن 20 جيجا هرتز خسائر عالية للغاية
عملية لحام بإعادة التدفق مرة واحدة، عينات بحث وتطوير دفعة صغيرة
المنتجات الحساسة من حيث التكلفة ولها معدل دوران إنتاجي سريع
غير مناسب لعمليات اللحام المتعددة والتخزين طويل الأمد- وتطبيقات الاتصال