במוצרי pcb, לוחות חצי חור מתכתיים נמצאים בשימוש נרחב במכשירים אלקטרוניים הדורשים אינטגרציה בצפיפות- גבוהה בשל הפונקציות הכפולות שלהם של "חיבור" ו"תמיכה". תהליך שקיעת הזהב, כשלב מפתח בטיפול פני השטח, קובע ישירות את המוליכות, העמידות בפני קורוזיה ויציבות החיבור של חצאי החורים. שלא כמו טיפול פני השטח של מעגלים מודפסים קונבנציונליים, תהליך שקיעת הזהב עבור לוחות חצי חור מתכתים דורש היגיון טכני מיוחד בבקרת תהליך ועיבוד פרטים כדי לאזן בין דיוק התהליך לבין פרקטיות המוצר, תוך התחשבות במאפיינים הייחודיים של "מבנה חצי חור".
1, ההיגיון המרכזי של התאמת תהליך הזהב בטבילה לצלחות חצי נקבוביות מתכתיות
תכונת הליבה של לוחות חצי חור מתכתיים היא "מטאליזציה של קירות חורים + חצי חיתוך של פתחי חורים". חלק חצי החור צריך להיות מחובר ישירות להתקנים חיצוניים (כגון מחברים ומודולים) כדי להבטיח העברת זרם חלקה ולעמוד בתגובות פיזיקליות וכימיות במהלך תהליכי החדרה, חילוץ או ריתוך. תהליך שקיעת הזהב יכול לפתור שתי בעיות ליבה על ידי יצירת שכבת זהב אחידה וצפופה על פני חצי החור. ראשית, ההתנגדות הנמוכה האופיינית של זהב יכולה להפחית את אובדן האות כאשר חצי החור יוצר קשר עם המכשיר, מה שהופך אותו למתאים לתרחישי שידור-תדרים ומהירות-גבוהים; שנית, לזהב יציבות כימית חזקה ויכול לעמוד בפני שחיקת לחות וחומרים מחמצנים בסביבה, תוך הימנעות מכשל בחיבור הנגרם מקורוזיה בחצאי חורים, מתאים במיוחד למכשירים אלקטרוניים החשופים לסביבות מורכבות לאורך זמן.
בהשוואה לתהליכים אחרים של טיפול פני השטח כגון ריסוס בדיל ו-OSP, לתהליך שקיעת הזהב יש יכולת הסתגלות יוצאת דופן יותר ללוחות חצי חור מתכתיים - תהליך ריסוס פח נוטה ליצור חרוזי פח בקצה חצי החור, מה שמשפיע על דיוק החיבור; שכבת סרט OSP נוטה להתנתק במהלך הריתוך ויש לה עמידות בפני שחיקה ירודה. שכבת הזהב שנוצרה בתהליך הזהב היא בעלת עובי אחיד והיא קשורה בחוזקה למצע המתכת (בדרך כלל נחושת) של חצי החור, שיכול לכסות במדויק אזורים מרכזיים כמו דופן החור וקצה החור של חצי החור. היא אינה משפיעה על ההחדרה או פעולת הריתוך של חצי החור, ויכולה לשמור על אמינות חיבור לטווח ארוך-.
2, תהליך הליבה של טכנולוגיית תצהיר זהב צלחת חצי נקבוביות מתכת
תהליך שקיעת הזהב עבור לוחות חצי נקבוביים מתכתיים דורש הוספת אמצעי בקרה מיוחדים למבנה ה"חצי נקבובי" על בסיס שקיעת זהב קונבנציונלית. התהליך הכולל סובב סביב שלושה שלבים: "טיפול מקדים, שקיעת זהב וטיפול לאחר-", כאשר כל שלב לוקח בחשבון את השלמות המבנית של המבנה הנקבובי למחצה ואת איכות שכבת הזהב.
1. טיפול מקדים: הנחת בסיס נקי לשקיעת זהב
מטרת הליבה של עיבוד מקדים היא להסיר זיהומים ושכבות תחמוצת מפני השטח של חצי החור, ולהבטיח ששכבת הזהב יכולה להיקשר בחוזקה עם מצע הנחושת. ראשית, יש צורך לבצע "ניקוי הסרת שומנים" על הצלחת החצי נקבובית המתכתית, תוך שימוש בחומרי ניקוי אלקליים או ניטרליים להסרת מזהמים אורגניים כגון כתמי שמן וטביעות אצבע על פני הצלחת, על מנת להימנע מחומרים כאלה המשפיעים על ההרטבה של התמיסה הכימית. לאחר מכן, הוא נכנס לשלב "תחריט מיקרו", שבו נעשה שימוש בתמיסה חומצית כדי לשחוק מעט את פני השטח של דופן הנחושת של חצי החור, ויוצרת מבנה מיקרו מחוספס. שלב זה דורש בקרה קפדנית על מידת הקורוזיה, תוך הבטחת חוזק ההדבקה של שכבת הפיקדון והדיוק של גודל הנקבוביות והשטוח של דופן החור של חצי החור אינם נפגעים; לבסוף, הנוזל שיורי לאחר צריבה במיקרו מנוטרל על ידי "שטיפה חומצית" ונשטף במים טהורים על מנת לוודא שאין שאריות כימיות על פני חצי החור, הכנה לשקיעת זהב.
ראוי לציין כי בתגובה ל"מאפייני חצי החתך" של חצי החור, יש צורך להימנע מהצטברות של תרופה נוזלית בחתך של חצי החור בשלב הטיפול המקדים - חלק מהיצרנים עשויים להשתמש ב"השריה משופעת" או "ריסוס בלחץ-גבוה" כדי להבטיח שניתן יהיה לנקות את החור בצורה אחידה, מבפנים ומחוץ לקיר או קילוף של שכבת הזהב שלאחר מכן בחתך עקב שאריות תרופה נוזלית.
2. זהב שוקע: יצירת שכבת זהב אחידה במדויק
שלב שקיעת הזהב הוא הליבה של התהליך, בעיקר באמצעות "תצהיר כימי" להפחתת יוני הזהב באיטיות על פני הנחושת הנקבוביים למחצה, ויוצרים שכבת זהב רציפה וצפופה. התהליך כולו צריך להתבצע בטמפרטורה ובערך PH ספציפיים של סביבת תמיסת התרופה, ויש לקדם אותו בשני שלבים של "תצהיר זהב הפעלה": ראשית, נוצרת ליבה קטלטית על פני הנחושת באמצעות מפעיל, המספקת נקודת התקשרות להפחתת יוני זהב; לאחר מכן, הלוח מוכנס לתמיסת משקעי זהב, ויוני זהב מפקידים בהדרגה על פני השטח הנקבוביים למחצה תחת פעולה קטליטית, ויוצרים שכבת זהב אחידה.
בשל הייחודיות של לוחות חצאי חור מתכתיים, יש לשלוט בשתי נקודות מפתח במהלך שלב השקת הזהב: ראשית, "אחידות הכיסוי" של שכבת הזהב, מה שמבטיח שניתן לכסות את הצד הפנימי של דופן החור, קצה החור ואזורים אחרים של חצי החור שאפשר להתעלם מהם בקלות בשכבת הזהב כדי למנוע כשל בחיבור של זהב בגלל חוסר חיבור של זהב מקומי; השני הוא "עקביות העובי" של שכבת הזהב, הדורשת התאמת ריכוז תמיסת התרופה וזמן העיבוד כדי לשמור על עובי עקבי של שכבת הזהב באזורים שונים של חצי החור - אם שכבת הזהב בפתח החור עבה מדי, זה עלול להשפיע על התאמת ההחדרה והחילוץ; אם שכבת הזהב על דופן החור דקה מדי, היא תפחית את עמידות בפני קורוזיה.
3. לאחר עיבוד: הקפידו על יציבות התהליך וניקיון המוצר
לאחר השלמת שקיעת הזהב, יש להסיר שאריות של תמיסת תרופה באמצעות עיבוד שלאחר-כדי לייצב את הביצועים של שכבת הזהב. ראשית, בצע "שטיפה במים" על ידי שטיפת הלוח במים טהורים-רב שלבים כדי להסיר ביסודיות את תמיסת ציפוי הזהב הנדבקת על פני השטח ולמנוע שאריות של התמיסה לגרום נזק
שינוי צבע שכבת זהב או קורוזיה; לאחר מכן, הלוח מיובש בסביבה-בטמפרטורה נמוכה כדי למנוע עיוות של המבנה הנקבובי למחצה שנגרם על ידי טמפרטורות גבוהות; לבסוף, חלק מהיצרנים יוסיפו שלב "זיהוי ותיקון", הכולל בדיקה ויזואלית או בדיקת מוליכות כדי לבדוק פגמים כמו ציפוי שפספס וחורים בשכבת הזהב של חצי חור. פגמים קלים יתוקנו באופן מקומי כדי להבטיח שהמוצר עומד בדרישות השימוש.
3, שיפור ערך היישום של צלחות חצי נקבוביות מתכתיות על ידי תהליך טבילה זהב
בתרחישי יישום מעשיים, תהליך הנחת הזהב מעניק ללוחות חצאי חור מתכתיים יתרונות העונים ישירות על דרישות הליבה של מכשירים אלקטרוניים. לדוגמה, בציוד בקרה תעשייתי, צלחות חצי נקבוביות מתכתיות צריכות לעמוד במחזורי טמפרטורה גבוהים ונמוכים ושינויי לחות לאורך זמן. שכבת הזהב היציבה שנוצרת בתהליך שקיעת הזהב יכולה להתנגד ביעילות לשחיקה סביבתית ולהימנע מהשבתת ציוד הנגרמת על ידי חמצון של הלוחות הנקבוביים למחצה; באלקטרוניקה צרכנית (כגון מודולים של סמארטפונים), יש לחבר את חצי החור למחברים מדויקים. התנגדות המגע הנמוכה ועמידות התקע הגבוהה- שמביאים תהליך הטבילה הזהב יכולים להבטיח שידור אות יציב ולהפחית כשלים תפקודיים הנגרמים מבעיות חיבור.
בנוסף, תהליך זהב טבילה גם משפר את "תאימות התהליך" של לוחית חצי החור המתכתית - שכבת הזהב תואמת לשיטות ריתוך מרובות ואינה נוטה להתזות או שאריות במהלך תהליך הריתוך, מה שמפחית את הקושי של תהליכי ההרכבה הבאים. במקביל, המוליכות הטובה של שכבת הזהב מאפשרת גם ללוחית חצי החור המתכתית להסתגל להעברת אותות בתדר גבוה יותר, ועומדת בדרישות הגבוהות לביצועי חיבור PCB בתחומים מתפתחים כמו 5G והאינטרנט של הדברים.
4, שיקולי ליבה בפרקטיקה של תהליך
בפעולה בפועל של תהליך שקיעת זהב חצי נקבובי מתכת, יש להימנע משתי בעיות נפוצות: האחת היא "התקשרות לקויה של שכבת הזהב", אשר נגרמת לרוב מטיפול מקדים לא שלם (כגון שכבת תחמוצת על משטח הנחושת) או הפעלה לא מספקת, ויש למנוע אותה על ידי חיזוק ביצועי הטיפול המקדים של תהליך ההפעלה ובדיקה קבועה; השני הוא "נזק למבנה הנקבובי למחצה", הנגרם לרוב מטמפרטורות גבוהות בשלב השקעת הזהב או הייבוש, או לחץ מוגזם במהלך הניקוי. יש צורך לשלוט בקפדנות על פרמטרי התהליך ולבחור ציוד עיבוד המתאים למבנה הנקבובי למחצה.