1. מהי ציפוי אלקטרוליטי של PCB?
ציפוי אלקטרוליטי של PCB מתייחס לתהליך של הפקדת שכבת מתכת על פני השטח של PCB כדי להשיג חיבור חשמלי, העברת אותות, פיזור חום ופונקציות אחרות. ציפוי אלקטרוליטי מסורתי של DC סובל מבעיות כגון אחידות ציפוי ירודה, עומק ציפוי לא מספיק ואפקטים של שוליים, מה שמקשה על עמידה בדרישות הייצור של PCBs מתקדמים כמו לוחות חיבור בצפיפות גבוהה (HDI) ומעגלים מודפסים גמישים (FPC). ספקי כוח ממותגים בתדר גבוה ממירים מתח AC מרשת החשמל לזרם AC בתדר גבוה, אשר לאחר מכן עובר יישור ומסונן כדי לייצר זרם DC או זרם פעימה יציב. תדרי הפעולה שלהם יכולים להגיע לעשרות ואף מאות קילוהרץ, ועולים בהרבה על תדר החשמל (50/60 הרץ) של ספקי כוח DC מסורתיים. מאפיין תדר גבוה זה מביא מספר יתרונות לציפוי אלקטרוליטי של PCB.
2. יתרונות של ספקי כוח ממותגים בתדר גבוה בציפוי אלקטרוליטי של PCB
אחידות ציפוי משופרת: "אפקט העור" של זרמים בתדר גבוה גורם לזרם להתרכז על פני המוליך, ובכך משפר ביעילות את אחידות הציפוי ומפחית אפקטים של שוליים. זה שימושי במיוחד לציפוי מבנים מורכבים כמו קווים דקים וחורים זעירים.
יכולת ציפוי עמוק משופרת: זרמים בתדר גבוה יכולים לחדור טוב יותר לדפנות חורים, ולהגדיל את עובי ואחידות הציפוי בתוך החורים, דבר העומד בדרישות הציפוי עבור ויות בעלות יחס גובה-רוחב גבוה.
יעילות אלקטרוליטית מוגברת: מאפייני התגובה המהירה של ספקי כוח ממותגים בתדר גבוה מאפשרים בקרת זרם מדויקת יותר, מקצרים את זמן הציפוי ומגדילים את יעילות הייצור.
צריכת אנרגיה מופחתת: ספקי כוח ממותגים בתדר גבוה הם בעלי יעילות המרה גבוהה וצריכת אנרגיה נמוכה, בהתאם למגמת הייצור הירוק.
יכולת ציפוי בפולסים: ספקי כוח ממותגים בתדר גבוה יכולים להפיק בקלות זרם פולסים, מה שמאפשר ציפוי בפולסים. ציפוי בפולסים משפר את איכות הציפוי, מגביר את צפיפות הציפוי, מפחית נקבוביות וממזער את השימוש בתוספים.
3. דוגמאות ליישומי ספקי כוח ממותגים בתדר גבוה בציפוי אלקטרוליטי של PCB
א. ציפוי נחושת: ציפוי אלקטרוליטי של נחושת משמש בייצור PCB ליצירת השכבה המוליכת של המעגל. מיישרים מיתוג בתדר גבוה מספקים צפיפות זרם מדויקת, מה שמבטיח שקיעת שכבת נחושת אחידה ומשפר את האיכות והביצועים של השכבה המצופה.
ב. טיפול פני השטח: טיפולי פני השטח של מעגלים מודפסים (PCB), כגון ציפוי זהב או כסף, דורשים גם הם מתח ישר יציב. מיישרים מיתוג בתדר גבוה יכולים לספק את הזרם והמתח הנכונים עבור מתכות ציפוי שונות, ובכך להבטיח חלקות ועמידות בפני קורוזיה של הציפוי.
ג. ציפוי כימי: ציפוי כימי מתבצע ללא זרם, אך לתהליך יש דרישות מחמירות לטמפרטורה וצפיפות זרם. מיישרי מיתוג בתדר גבוה יכולים לספק כוח עזר לתהליך זה, ולסייע בשליטה על קצב הציפוי.
4. כיצד לקבוע את מפרט ספק הכוח לציפוי אלקטרוליטי של PCB
המפרט של ספק הכוח הישר הנדרש לציפוי אלקטרוליטי של PCB תלוי במספר גורמים, כולל סוג תהליך הציפוי, גודל ה-PCB, שטח הציפוי, דרישות צפיפות הזרם ויעילות הייצור. להלן מספר פרמטרים מרכזיים ומפרטי ספק כוח נפוצים:
א. מפרט נוכחי
● צפיפות זרם: צפיפות הזרם עבור ציפוי אלקטרוליטי של PCB נעה בדרך כלל בין 1-10 A/dm² (אמפר לדצימטר מרובע), בהתאם לתהליך הציפוי האלקטרוליטי (למשל, ציפוי נחושת, ציפוי זהב, ציפוי ניקל) ולדרישות הציפוי.
● דרישת זרם כוללת: דרישת הזרם הכוללת מחושבת על סמך שטח המעגל המודפס וצפיפות הזרם. לדוגמה:
אם שטח ציפוי ה-PCB הוא 10 דימ"ר וצפיפות הזרם היא 2 A/dm², דרישת הזרם הכוללת תהיה 20 A.
עבור מעגלים מודפסים גדולים או ייצור המוני, ייתכן שיידרשו כמה מאות אמפר או אפילו תפוקות זרם גבוהות יותר.
טווחי זרם נפוצים:
● מעגלים מודפסים קטנים או לשימוש במעבדה: 10-50 אמפר
● ייצור PCB בגודל בינוני: 50-200 אמפר
● מעגלים מודפסים גדולים או ייצור המוני: 200-1000 אמפר ומעלה
ב. מפרט מתח
ציפוי אלקטרוליטי של PCB דורש בדרך כלל מתחים נמוכים יותר, בדרך כלל בטווח של 5-24 וולט.
דרישות המתח תלויות בגורמים כגון התנגדות אמבט הציפוי, המרחק בין האלקטרודות ומוליכות האלקטרוליט.
עבור תהליכים מיוחדים (למשל, ציפוי בפולסים), ייתכן שיידרשו טווחי מתח גבוהים יותר (כגון 30-50 וולט).
טווחי מתח נפוצים:
● ציפוי אלקטרוליטי DC סטנדרטי: 6-12 וולט
● ציפוי פולסים או תהליכים מיוחדים: 12-24 וולט ומעלה
סוגי ספקי כוח
● ספק כוח DC: משמש לציפוי אלקטרוליטי מסורתי של זרם ישר, ומספק זרם ומתח יציבים.
● ספק כוח פולסים: משמש לציפוי אלקטרולסיבי, מסוגל להפיק זרמי פולסים בתדר גבוה כדי לשפר את איכות הציפוי.
● ספק כוח ממותג בתדר גבוה: יעילות גבוהה ותגובה מהירה, מתאים לדרישות ציפוי אלקטרוליטי מדויקות.
ג. ספק כוח
הספק ספק הכוח (P) נקבע על ידי הזרם (I) והמתח (V), לפי הנוסחה: P = I × V.
לדוגמה, ספק כוח שמפיק 100 אמפר ב-12 וולט יהיה בעל הספק של 1200 וואט (1.2 קילוואט).
טווח הספק נפוץ:
● ציוד קטן: 500 וואט - 2 קילוואט
● ציוד בגודל בינוני: 2 קילוואט - 10 קילוואט
● ציוד גדול: 10 קילוואט - 50 קילוואט ומעלה
זמן פרסום: 13 בפברואר 2025
