در این روش ابتدا یک لایه شیمیایی از نیکل روی سطح مس قرار می گیرد؛ سپس روی لایه نیکل طلا می نشیند.
ضخامت معمول برای نیکل 2.5-5 میکرون و برای طلا 0.05-0.23 میکرون است.
شکل زیر نمونه ای از فیبری را نشان می دهد که پروسه الکترولس نیکل-طلا روی آن اعمال شده است.
مزایا:
· سطح کاملا مسطح و یکنواخت است.
· یکنواختی آن از Hot Air بمراتب بهتر است.
· در آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی ضخامت پوشش همه جا یکسان است.
· قادر است چندین مرتبه Thermal Sycle را پاس کند.
· براحتی لحیم کاری می شود.
· برای محصولات با دانسیته بالا و خیلی فشرده بسیار مناسب است.
· بهترین پروسه برای اتصال پین های آلومینیومی می باشد.
· برای تست AOI آسان است.
· بعد از لحیم کاری هیچ سطحی از مس در معرض دید وجود ندارد.
معایب:
· به علت استفاده طلا در آن بسیار گران است.
· چون پروسه آسانی برای کنترل نیست، هزینه کنرل پروسه آبکاری آن زیاد است؛در حالیکه کنترل پروسه OSP بسیار آسان است.
· تصفیه پسماندهای آبکاری آبی نیکل بسیار زیاد است. لازم به ذکر است که این مشکل مربوطه به تامین کننده PCB است نه کارخانه ای که PCB را مونتاژ می کند. عملیات خنثی سازی پساب های آبی نیکل، هزینه کل را افزایش می دهد.
· در کارخانه های اسمبل کننده احتمال اینکه Rework انجام شود وجود ندارد.
· همانطور که می دانید، در پروسه تولید PCB برای چسبندگی Solder Mask روی برد عملیات Micro Etch انجام می گیرد. استفاده از این روش روی Solder Mask تاثیر می گذارد.
· برای استفاده در سیگنالهای سرعت بالا مناسب نیست.
· ممکن است پدها سیاه شوند و باعث معیوب شدن PCB شود. اگر چه این ایراد براحتی قابل مشاهده است، اما دیگر از برد نمی توان استفاده کرد زیرا لحیم کاری درست انجام نمی شود.
· لحیم کاری مستقیما روی مس انجام نمی شود.
· سیاه شدن پدها را در پی دارد.
پوشش نهایی HASL بدون سرب (Lead Free HASL) یکی دیگر از روشهای پوشش نهایی فیبرهای مدار چاپی می باشد.
بدلیل مشکلاتی که سرب در پروسه HASL پوشش نهایی دارد پروسه HASL ای توسعه پیدا کرده است که بدون سرب است؛
اما همچنان مشکل ضخامت غیریکنواخت حل نشده است.
آلیاژ HASL مورد استفاده در قلع و سرب، اما آلیاژ Hot Air بدون سرب، قلع-نقره-مس، و یا قلع-مس-کبالت می باشد.
شکل زیر یک نمونه از فیبری را نشان می دهد که پروسه HASL روی آن اعمال شده است.
HASL بدون سرب هم دمای ذوب و هم دمای عملیاتی بالاتری دارد. شوک حرارتی ای که در این پروسه بر روی برد مدار چاپی اتفاق می افتد، بسیار بیشتر از روش HASL است.
مزایای HASL بدون سرب :
· همه مزایای HASL حاوی سرب را دارد.
· برای آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی و تولیدکنندگان PCB تبدیل از HASL سرب دار به HASL بدون سرب دار آسان است. زیرا ترکیباتشان یکسان است.
معایب HASL بدون سرب:
· تمامی ایراداتی که HASL سرب دار دارد، HASL بدون سرب نیز دارا می باشد.
· بدلیل دمای بالاتر عملیات، احتمال انحلال بیشتر مس وجود دارد.
· برد مدار چاپی ظاهر تیره و خشنی پیدا می کند.
· از آنجایی که مذاب دارای یک آلیاژ سه تایی است، کنترل آن بسیار سخت تر است.
· دمای آلیاژ Hot Air بدون سرب بسیار بالاتر از Hot Air سرب دار است.
در این پروسه ابتدا قلع بصورت شیمیایی بر روی سطح می نشیند.
ضخامت لایه قلع حدود 0.6-1.6 میکرون است؛ در مقایسه با روشهای دیگر، گرچه ضخامت لایه زیاد نیست اما در مقایسه با OSP ضخامتش زیاد است.
مزایا:
مزایای پوشش نهایی الکترولس طلا را دارد.
در آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی برای بردهای مدار چاپی با دانسیته بالا مناسب است.
لایه قلع ایجاد شده، هنگام لحیم کاری ذوب می شود و اتصال خوبی را بوجود می آورد.
گرچه در مقایسه با پوشش نهایی الکترولس نیکل-طلا ارزانتر اما در مقایسه با OSP گرانتر می باشد.
معایب:
· قبل از اینکه قلع استفاده شود باید تست شود.
· کسی که از این روش پوشش نهایی استفاده می کند، در معرض ترکیبات مواد Thourea قرار می گیرد که برای سلامتی مضر است.
· دوباره کاری با محدودیتهایی مواجه است.
· محلول پوشش دهی ویسکوزیته بالایی دارد و برای بردهای دارای سوراخهای ریز، مناسب نیست.
· اشکال بعدی تشکیل Whiskerها روی لایه قلع است.
· نحوه تشکیل Whisker روی لایه قلع را نشان می دهد. ممکن است از سطح قلع رشد پیدا کند و باعث اتصال کوتاه بشود و حین اسمبل کردن قطعات درون سوراخهایی که با قلع پوشیده شده اند دچار مشکل می شود.
میزان حرکت الکترون ها در عنصر های مختلف، مقاومت الکتریکی مختلف به وجود می آورند.
عنصر های که الکترونها در آنها آزادانه تر حرکت میکنند، نظیر فلزات دارای مقاومت الکتریکی کمتر هستند.
از عنصر های که دارای مقاومت بسیار کم هستند، به عنوان حامل الکتریسیته استفاده می شود.(مثل مس که در سیم های الکتریکی استفاده می شود)
و از عنصرهای که دارای مقاومت الکتریکی بالاتر هستند به عنوان مصرف کننده استفاده می شود.(الکتریسیته در هنگام عبور از عنصر دارای مقاومت، تولید گرما می کند).
گرافیت ، تنگستن ، آهن ، عناصرهای هستند که دارای مقاومت الکتریکی تقریبا زیادی هستند.
مقاومت الکتریکی در مدار های الکترونیکی
در مدار های الکترونیکی بسیار پیش می آید که نیاز به تقسیم ولتاژ، کاهش جریان، و غیره صورت پذیرد. که انجام این کار فقط از عهده عنصرهای دارای مقاومت الکتریکی بالا بر می آید .
برای رفع این نیاز قطعه ای در صنعت الکترونیک به وجود آمده که به آن مقاومت میگویم (RESISTOR).
واحد اندازه گیری مقاومت
امگا واحد مقاومت الکتریکی
واحد اندازه گیری مقاومت اهم ااست ،و نماد آن امگا است .
اگر مقدار آن بیش از هزار باشد با کیلو اهم نامیده می شود مثل:(۶۸۰۰ اهم = ۶٫۸ کیلو اهم)
مقدار هر مقاومت به وسیله کد رنگی مقاومت که بر روی آن درج شده مشخص میشود.
مقدار هر نوع مقاومت را می توانید با دستگاه اندازه گیری اهم متر بسنجید.
سمبل مقاومت در نقشه مدار الکتریکی
آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی : نقشه های مدار های الکترونیکی شامل نماد کلیه قطعات و مسیر های آنها است ، که به این نقشه (شماتیک مدار) گفته می شود.
دو سمبل آمریکائی و اروپائی مقاومت در شماتیک مدار را می توانید در تصویر زیر مشاهده کنید.
حتماّ بخوانید رله چیست؟ پایه های رله و کاربرد های آن در مدار های الکترونیکی
کاربرد های مقاومت
مقاومت ها را در اکثر بردهای الکترونیکی می توانید پیدا کنید.
مقاومت ها برای تقسیم ولتاژ، کاهش جریان ،فراهم ساختن شرایط کاری مناسب برای تراشه های و ترانزیستور ها کاربرد دارد.
و هر گاه با خازن ترکیب شود می تواند تولید موج و تاخیر به وجود آورد.
یکی از ساده ترین کاربرد های مقاومت استفاده از آن برای روشن کردن LED های نورانی است .
اگر راجع به LED ها چیزی نمی دانید نگران نباشید. در آموزشهای دیگر این موضوع به طور کامل توضیح داده شده است.
این مسائل را برای آشنائی اولیه در اینجا مطرح کردم .
هر کسی که با صنعت تولید فیبر مدار چاپی(pcb) آشنایی داشته باشد بخوبی می داند که PCBها دارای یک پوشش نهایی مس روی سطح شان هستند.
اگر مس بدون پوشش و محافظ باشد، با هوا اکسید شده و در نتیجه برد مدار چاپی غیر قابل استفاده خواهد شد.
قبل از اسمبل کردن قطعات، پوشش نهایی روی برد اعمال می شود. پوشش نهایی را می توان روکشی تعریف کرد که بمنظور حفاظت از Solder خارجی ترین لایه pcb بکار می رود که بعدا در فرایند Wave یا Reflow مورد استفاده قرار می گیرد.
در واقع پوشش نهایی دو وظیفه عمده بر عهده دارد:
1- حفاظت از لایه مس در معرض هوا قرار داده شده
2- واسطی برای اتصال بین قطعات مونتاژ شده روی برد و فیبر خام
PCBها بسمت کوچکتر شدن و فشرده تر شدن پیش می روند. سایز آی سی ها و سایز سوراخها کوچکتر و ظرافت کار بیشتر می شود. این پیشرفتها ایجاب می کند که تکنولوژی پوشش نهایی نیز پاسخگوی این نیازها باشد.
پوشش نهایی به دو دسته تقسیم می شود : فلزی مانند قلع یا نیکل-طلا و مواد آلی که لایه بسیار نازکی از مواد آلی سطح مس را تا قبل از اسمبل کردن قطعات روی برد محافظت می کند.
انواع روشهای پوشش نهایی:
روشهای مختلفی در آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی وجود دارد که هر یک از روشها مزایا و معایب مخصوص بخود را دارد؛ از جمله:
HASL (Hot Air Solder Level(
Lead Free HASL (بدون سرب)
OSP (Organic Solder Preservative(
غوطه وری قلع
غوطه وری نقره
الکترولس نیکل-طلا
در مورد پوشش نهایی در سالهای 2006 و 2011 یک مقاسیه انجام گرفته است ؛ این مقایسه نشان می دهد که در سال 2006 سهم HASL در پوشش نهایی بیشترین مقدار بوده است اما در سال 2011 سهم HASL کاهش یافته و سهم OSP افزایش یافته است.
یک دلیل اصلی این کاهش، دارا بودن سرب در پروسه HASL می باشد که آلوده کننده محیط زیست می باشد. اما OSP بدلیل عدم وجود سرب مورد توجه زیادی قرار گرفته است.