Printed Circuit Board (PCB) არის ძირითადი ელექტრონული კომპონენტი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ელექტრონულ და მონათესავე პროდუქტებში. PCB-ს ზოგჯერ PWB (Printed Wire Board) უწოდებენ. ადრე უფრო მეტი იყო ჰონგ კონგსა და იაპონიაში, ახლა კი ნაკლებია (სინამდვილეში, PCB და PWB განსხვავებულია). დასავლეთის ქვეყნებსა და რეგიონებში მას ზოგადად PCB-ს უწოდებენ. აღმოსავლეთში მას სხვადასხვა ქვეყნებისა და რეგიონების გამო სხვადასხვა სახელები აქვს. მაგალითად, მას ზოგადად უწოდებენ ბეჭდურ მიკროსქემის დაფას მატერიკულ ჩინეთში (ადრე ეწოდებოდა ბეჭდურ მიკროსქემის დაფას) და მას ჩვეულებრივ უწოდებენ PCB ტაივანში. მიკროსქემის დაფებს იაპონიაში ელექტრონულ (წრეულ) სუბსტრატებს უწოდებენ, ხოლო სამხრეთ კორეაში სუბსტრატებს.

PCB არის ელექტრონული კომპონენტების მხარდაჭერა და ელექტრონული კომპონენტების ელექტრული კავშირის მატარებელი, ძირითადად დამხმარე და ურთიერთდაკავშირება. წმინდა გარედან, მიკროსქემის დაფის გარე ფენას ძირითადად აქვს სამი ფერი: ოქროსფერი, ვერცხლისფერი და ღია წითელი. კლასიფიცირებული ფასის მიხედვით: ოქრო ყველაზე ძვირია, ვერცხლი მეორე ადგილზეა, ღია წითელი კი ყველაზე იაფი. თუმცა, მიკროსქემის შიგნით გაყვანილობა ძირითადად სუფთა სპილენძია, რომელიც შიშველი სპილენძია.

ამბობენ, რომ PCB-ზე ჯერ კიდევ ბევრი ძვირფასი ლითონია. ცნობილია, რომ საშუალოდ, თითოეული სმარტფონი შეიცავს 0,05 გ ოქროს, 0,26 გ ვერცხლს და 12,6 გ სპილენძს. ლეპტოპის ოქროს შემცველობა 10-ჯერ აღემატება მობილურ ტელეფონს!

როგორც ელექტრონული კომპონენტების მხარდაჭერა, PCB-ები საჭიროებენ შედუღების კომპონენტებს ზედაპირზე, ხოლო სპილენძის ფენის ნაწილი უნდა იყოს გამოფენილი შედუღებისთვის. ამ დაუცველ სპილენძის ფენებს ბალიშებს უწოდებენ. ბალიშები ძირითადად მართკუთხა ან მრგვალია, მცირე ფართობით. ამიტომ, შედუღების ნიღბის შეღებვის შემდეგ, ბალიშებზე ერთადერთი სპილენძი ექვემდებარება ჰაერს.

PCB-ში გამოყენებული სპილენძი ადვილად იჟანგება. თუ ბალიშზე სპილენძი დაჟანგდება, მისი შედუღება არამარტო რთული იქნება, არამედ მკვეთრად გაიზრდება წინაღობაც, რაც სერიოზულად იმოქმედებს საბოლოო პროდუქტის მუშაობაზე. მაშასადამე, საფენი მოოქროვილია ინერტული ლითონის ოქროთი, ან ზედაპირი დაფარულია ვერცხლის ფენით ქიმიური პროცესის შედეგად, ან გამოიყენება სპეციალური ქიმიური ფილმი სპილენძის ფენის დასაფარად, რათა არ მოხდეს ბალიშის ჰაერთან შეხება. თავიდან აიცილეთ დაჟანგვა და დაიცავით საფენი, რათა უზრუნველყოს მოსავლიანობა შემდგომ შედუღების პროცესში.

1. PCB სპილენძის მოპირკეთებული ლამინატი
სპილენძის მოპირკეთებული ლამინატი არის ფირფიტის ფორმის მასალა, რომელიც დამზადებულია მინის ბოჭკოვანი ქსოვილის ან სხვა გამაძლიერებელი მასალების ფისით ერთ მხარეს ან ორივე მხარეს სპილენძის ფოლგის და ცხელი დაწნეხვით.
მაგალითად, მიიღეთ შუშის ბოჭკოვანი ქსოვილზე დაფუძნებული სპილენძის მოპირკეთებული ლამინატი. მისი ძირითადი ნედლეულია სპილენძის ფოლგა, მინის ბოჭკოვანი ქსოვილი და ეპოქსიდური ფისი, რომლებიც შეადგენენ პროდუქციის ღირებულების, შესაბამისად, დაახლოებით 32%, 29% და 26%.

მიკროსქემის დაფის ქარხანა

სპილენძის მოპირკეთებული ლამინატი არის ბეჭდური მიკროსქემის დაფების ძირითადი მასალა, ხოლო ბეჭდური მიკროსქემის დაფები არის შეუცვლელი ძირითადი კომპონენტები ელექტრონული პროდუქტების უმეტესობისთვის მიკროსქემის ურთიერთდაკავშირების მისაღწევად. ტექნოლოგიის უწყვეტი გაუმჯობესებით, ბოლო წლებში შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზოგიერთი სპეციალური ელექტრონული სპილენძის მოპირკეთებული ლამინატი. უშუალოდ დაბეჭდილი ელექტრონული კომპონენტების წარმოება. ბეჭდური მიკროსქემის დაფებში გამოყენებული გამტარები, როგორც წესი, დამზადებულია თხელი ფოლგის მსგავსი დახვეწილი სპილენძისგან, ანუ ვიწრო გაგებით სპილენძის კილიტასგან.

2. PCB Immersion Gold Circuit Board

თუ ოქრო და სპილენძი პირდაპირ კავშირშია, მოხდება ელექტრონების მიგრაციისა და დიფუზიის ფიზიკური რეაქცია (კავშირი პოტენციურ განსხვავებას შორის), ამიტომ „ნიკელის“ ფენა უნდა იყოს დალუქული, როგორც ბარიერი, შემდეგ კი ოქრო ელექტრული იქნება. ნიკელის ზევით, ასე რომ, ჩვენ მას ზოგადად ვეძახით ელექტრომოოქროვილი ოქროს, მის ნამდვილ სახელს უნდა ეწოდოს "ელექტრომოოქროვილი ნიკელის ოქრო".
განსხვავება მყარ ოქროსა და რბილ ოქროს შორის არის ოქროს ბოლო ფენის შემადგენლობა, რომელზეც მოოქროვილია. ოქროთი მოოქროვებისას შეგიძლიათ აირჩიოთ სუფთა ოქრო ან შენადნობი ელექტრომოლით. იმის გამო, რომ სუფთა ოქროს სიმტკიცე შედარებით რბილია, მას "რბილ ოქროსაც" უწოდებენ. იმის გამო, რომ „ოქროს“ შეუძლია შექმნას კარგი შენადნობი „ალუმინთან“, COB-ს განსაკუთრებით დასჭირდება სუფთა ოქროს ამ ფენის სისქე ალუმინის მავთულის დამზადებისას. გარდა ამისა, თუ აირჩევთ ოქრო-ნიკელის შენადნობას ან ოქრო-კობალტის შენადნობას, რადგან შენადნობი უფრო მყარი იქნება ვიდრე სუფთა ოქრო, მას ასევე უწოდებენ "მყარ ოქრო".

მიკროსქემის დაფის ქარხანა

ოქროთი მოოქროვილი ფენა ფართოდ გამოიყენება მიკროსქემის დაფის კომპონენტურ ბალიშებში, ოქროს თითებსა და შემაერთებელ ნამსხვრევებში. ყველაზე ფართოდ გამოყენებული მობილური ტელეფონების მიკროსქემის დაფები ძირითადად არის მოოქროვილი დაფები, ჩაძირული ოქროს დაფები, კომპიუტერის დედაპლატები, აუდიო და მცირე ციფრული მიკროსქემის დაფები, როგორც წესი, არ არის მოოქროვილი დაფები.

ოქრო ნამდვილი ოქროა. მაშინაც კი, თუ მხოლოდ ძალიან თხელი ფენა არის მოოქროვილი, ის უკვე შეადგენს მიკროსქემის დაფის ღირებულების თითქმის 10%-ს. ოქროს გამოყენება, როგორც მოოქროვილი ფენა, არის ერთი შედუღების გასაადვილებლად და მეორე კოროზიის თავიდან ასაცილებლად. მეხსიერების ჯოხის ოქროს თითიც კი, რომელიც რამდენიმე წელია გამოიყენება, ისევ ისე ციმციმებს, როგორც ადრე. თუ იყენებთ სპილენძს, ალუმინს ან რკინას, ის სწრაფად დაიჟანგება ნარჩენების გროვად. გარდა ამისა, მოოქროვილი ფირფიტის ღირებულება შედარებით მაღალია, ხოლო შედუღების სიმტკიცე ცუდია. იმის გამო, რომ ელექტრო ნიკელის დაფარვის პროცესი გამოიყენება, შავი დისკების პრობლემა სავარაუდოდ წარმოიქმნება. ნიკელის ფენა დროთა განმავლობაში იჟანგება და გრძელვადიანი საიმედოობა ასევე პრობლემაა.

3. PCB Immersion Silver Circuit Board
Immersion Silver უფრო იაფია ვიდრე Immersion Gold. თუ PCB-ს აქვს კავშირის ფუნქციური მოთხოვნები და საჭიროებს ხარჯების შემცირებას, Immersion Silver კარგი არჩევანია; Immersion Silver-ის კარგ სიბრტყესა და კონტაქტთან ერთად, მაშინ Immersion Silver პროცესი უნდა შეირჩეს.

Immersion Silver-ს აქვს მრავალი პროგრამა საკომუნიკაციო პროდუქტებში, ავტომობილებში და კომპიუტერის პერიფერიულ მოწყობილობებში, ასევე აქვს აპლიკაციები მაღალსიჩქარიანი სიგნალის დიზაინში. ვინაიდან Immersion Silver-ს აქვს კარგი ელექტრული თვისებები, რომლებსაც სხვა ზედაპირის დამუშავება არ ემთხვევა, ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაღალი სიხშირის სიგნალებში. EMS რეკომენდაციას უწევს ჩაძირვის ვერცხლის პროცესის გამოყენებას, რადგან მისი აწყობა მარტივია და აქვს უკეთესი შემოწმება. თუმცა, ისეთი დეფექტების გამო, როგორიცაა დაბნელება და შედუღების სახსრის სიცარიელე, ჩაძირული ვერცხლის ზრდა ნელი იყო (მაგრამ არ შემცირდა).

გაფართოება
ბეჭდური მიკროსქემის დაფა გამოიყენება როგორც ინტეგრირებული ელექტრონული კომპონენტების დამაკავშირებელი მატარებელი, ხოლო მიკროსქემის დაფის ხარისხი პირდაპირ გავლენას მოახდენს ინტელექტუალური ელექტრონული აღჭურვილობის მუშაობაზე. მათ შორის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ბეჭდური მიკროსქემის დაფების დაფარვის ხარისხი. ელექტროპლანტაციამ შეიძლება გააუმჯობესოს მიკროსქემის დაფის დაცვა, შედუღება, გამტარობა და აცვიათ წინააღმდეგობა. ბეჭდური მიკროსქემის დაფების წარმოების პროცესში ელექტრომოლევა მნიშვნელოვანი ნაბიჯია. ელექტრული საფარის ხარისხი დაკავშირებულია მთელი პროცესის წარმატებასთან ან წარუმატებლობასთან და მიკროსქემის დაფის მუშაობასთან.

PCB-ის ელექტრული მოოქროვების ძირითადი პროცესებია სპილენძის მოოქროვება, თუნუქის დაფარვა, ნიკელის მოოქროვება, ოქროთი და ასე შემდეგ. სპილენძის ელექტრული მოპირკეთება არის საბაზისო მოპირკეთება მიკროსქემის დაფების ელექტრული ურთიერთდაკავშირებისთვის; თუნუქის დაფარვა აუცილებელი პირობაა მაღალი სიზუსტის სქემების წარმოებისთვის, როგორც ანტიკოროზიული ფენა ნიმუშების დამუშავებისას; ნიკელის ელექტრული მოპირკეთება არის ნიკელის ბარიერის ფენის ელექტრომოწყობა მიკროსქემის დაფაზე სპილენძისა და ოქროს ურთიერთდიალიზის თავიდან ასაცილებლად; ოქროს მოოქროვება ხელს უშლის ნიკელის ზედაპირის პასივაციას, რათა დააკმაყოფილოს მიკროსქემის დაფის შედუღება და კოროზიის წინააღმდეგობა.