1. آبکاری الکتریکی PCB چیست؟
آبکاری الکتریکی برد مدار چاپی (PCB) به فرآیند رسوب یک لایه فلز روی سطح برد مدار چاپی (PCB) برای دستیابی به اتصال الکتریکی، انتقال سیگنال، اتلاف گرما و سایر عملکردها اشاره دارد. آبکاری الکتریکی DC سنتی از مشکلاتی مانند یکنواختی ضعیف پوشش، عمق ناکافی آبکاری و اثرات لبه رنج می‌برد که برآورده کردن نیازهای تولید بردهای مدار چاپی پیشرفته مانند بردهای اتصال با چگالی بالا (HDI) و مدارهای چاپی انعطاف‌پذیر (FPC) را دشوار می‌کند. منابع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا، برق AC اصلی را به AC با فرکانس بالا تبدیل می‌کنند که سپس برای تولید جریان DC یا پالسی پایدار، یکسو و فیلتر می‌شود. فرکانس‌های عملکرد آنها می‌تواند به ده‌ها یا حتی صدها کیلوهرتز برسد که بسیار بیشتر از فرکانس برق (50/60 هرتز) منابع تغذیه DC سنتی است. این ویژگی فرکانس بالا مزایای متعددی را برای آبکاری الکتریکی برد مدار چاپی به ارمغان می‌آورد.
۲. مزایای منابع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا در آبکاری PCB
بهبود یکنواختی پوشش: "اثر پوستی" جریان‌های فرکانس بالا باعث می‌شود جریان روی سطح رسانا متمرکز شود و به طور موثر یکنواختی پوشش را بهبود بخشد و اثرات لبه را کاهش دهد. این امر به ویژه برای آبکاری ساختارهای پیچیده مانند خطوط ریز و میکروحفره‌ها مفید است.
قابلیت آبکاری عمیق بهبود یافته: جریان‌های فرکانس بالا می‌توانند بهتر به دیواره‌های سوراخ نفوذ کنند و ضخامت و یکنواختی آبکاری داخل سوراخ‌ها را افزایش دهند، که الزامات آبکاری برای وایاهای با نسبت ابعاد بالا را برآورده می‌کند.
افزایش راندمان آبکاری: ویژگی‌های پاسخ سریع منابع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا، کنترل دقیق‌تر جریان، کاهش زمان آبکاری و افزایش راندمان تولید را امکان‌پذیر می‌سازد.
کاهش مصرف انرژی: منابع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا، راندمان تبدیل بالا و مصرف انرژی پایینی دارند که با روند تولید سبز همسو است.
قابلیت آبکاری پالسی: منابع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا می‌توانند به راحتی جریان پالسی تولید کنند و آبکاری پالسی را ممکن سازند. آبکاری پالسی کیفیت پوشش را بهبود می‌بخشد، چگالی پوشش را افزایش می‌دهد، تخلخل را کاهش می‌دهد و استفاده از مواد افزودنی را به حداقل می‌رساند.
۳. نمونه‌هایی از کاربردهای منبع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا در آبکاری PCB
الف. آبکاری مس: آبکاری الکتریکی مس در ساخت PCB برای تشکیل لایه رسانای مدار استفاده می‌شود. یکسوکننده‌های سوئیچینگ فرکانس بالا چگالی جریان دقیقی را فراهم می‌کنند و رسوب یکنواخت لایه مس را تضمین کرده و کیفیت و عملکرد لایه آبکاری شده را بهبود می‌بخشند.
ب. عملیات سطحی: عملیات سطحی PCBها، مانند آبکاری طلا یا نقره، نیز به برق DC پایدار نیاز دارند. یکسوکننده‌های سوئیچینگ فرکانس بالا می‌توانند جریان و ولتاژ صحیح را برای فلزات آبکاری مختلف فراهم کنند و صافی و مقاومت در برابر خوردگی پوشش را تضمین کنند.
ج. آبکاری شیمیایی: آبکاری شیمیایی بدون جریان انجام می‌شود، اما این فرآیند الزامات سختگیرانه‌ای برای دما و چگالی جریان دارد. یکسوکننده‌های سوئیچینگ فرکانس بالا می‌توانند توان کمکی را برای این فرآیند فراهم کنند و به کنترل نرخ آبکاری کمک کنند.
۴. نحوه تعیین مشخصات منبع تغذیه آبکاری PCB
مشخصات منبع تغذیه DC مورد نیاز برای آبکاری الکتریکی برد مدار چاپی به عوامل مختلفی از جمله نوع فرآیند آبکاری الکتریکی، اندازه برد مدار چاپی، مساحت آبکاری، الزامات چگالی جریان و راندمان تولید بستگی دارد. در زیر برخی از پارامترهای کلیدی و مشخصات رایج منبع تغذیه آورده شده است:
الف. مشخصات فعلی
●چگالی جریان: چگالی جریان برای آبکاری الکتریکی برد مدار چاپی معمولاً از ۱ تا ۱۰ آمپر بر دسی‌متر مربع (A/dm²) متغیر است که به فرآیند آبکاری الکتریکی (مثلاً آبکاری مس، آبکاری طلا، آبکاری نیکل) و الزامات پوشش بستگی دارد.
● کل جریان مورد نیاز: کل جریان مورد نیاز بر اساس مساحت و چگالی جریان PCB محاسبه می‌شود. برای مثال:
⬛اگر مساحت آبکاری PCB برابر با 10 دسی‌متر مربع و چگالی جریان برابر با 2 آمپر بر دسی‌متر مربع باشد، کل جریان مورد نیاز 20 آمپر خواهد بود.
⬛برای بردهای مدار چاپی بزرگ یا تولید انبوه، ممکن است خروجی‌های جریان چند صد آمپر یا حتی بالاتر مورد نیاز باشد.
محدوده‌های جریان رایج:
● بردهای مدار چاپی کوچک یا مصارف آزمایشگاهی: 10-50 آمپر
● تولید برد مدار چاپی متوسط: 50-200 آمپر
● بردهای مدار چاپی بزرگ یا تولید انبوه: ۲۰۰-۱۰۰۰ آمپر یا بالاتر
ب. مشخصات ولتاژ
آبکاری الکتریکی برد مدار چاپی (PCB) عموماً به ولتاژهای پایین‌تری نیاز دارد، معمولاً در محدوده ۵ تا ۲۴ ولت.
⬛ ولتاژ مورد نیاز به عواملی مانند مقاومت حمام آبکاری، فاصله بین الکترودها و رسانایی الکترولیت بستگی دارد.
⬛برای فرآیندهای تخصصی (مثلاً آبکاری پالسی)، ممکن است محدوده ولتاژ بالاتری (مانند 30-50 ولت) مورد نیاز باشد.
محدوده‌های ولتاژ رایج:
●آبکاری الکتریکی DC استاندارد: ۶-۱۲ ولت
●آبکاری پالسی یا فرآیندهای تخصصی: ۱۲-۲۴ ولت یا بالاتر
انواع منبع تغذیه
●منبع تغذیه DC: برای آبکاری الکتریکی DC سنتی استفاده می‌شود و جریان و ولتاژ پایداری را فراهم می‌کند.
●منبع تغذیه پالسی: برای آبکاری پالسی استفاده می‌شود و قادر به تولید جریان‌های پالسی با فرکانس بالا برای بهبود کیفیت آبکاری است.
●منبع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا: راندمان بالا و پاسخ سریع، مناسب برای آبکاری الکتریکی با دقت بالا.
ج. منبع تغذیه
توان منبع تغذیه (P) توسط جریان (I) و ولتاژ (V) با فرمول P = I × V تعیین می‌شود.
برای مثال، منبع تغذیه‌ای که ۱۰۰ آمپر را در ۱۲ ولت خروجی می‌دهد، توانی معادل ۱۲۰۰ وات (۱.۲ کیلووات) خواهد داشت.
محدوده توان مشترک:
● تجهیزات کوچک: ۵۰۰ وات - ۲ کیلووات
● تجهیزات متوسط: ۲ کیلووات - ۱۰ کیلووات
● تجهیزات بزرگ: ۱۰ کیلووات - ۵۰ کیلووات یا بالاتر
زمان ارسال: ۱۳ فوریه ۲۰۲۵
