ما هي المواد المستخدمة لجعل لوحات الدوائر المطبوعة

لوحات الدوائر المطبوعة (Pcb) هي العمود الفقري الإلكترونيات الحديثة ، وتوفير منصة ربط ودعم مختلف المكونات. هؤلاء الأبطال المجهولين يمكن العثور عليها في تقريبا كل الأجهزة الإلكترونية التي نستخدمها يوميا من الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر والمعدات الطبية وأنظمة السيارات. ولكن هل تساءلت يوما ما هي المواد التي تدخل في صنع هذه المكونات الأساسية?

في هذا المقال سوف الغوص عميقا في عالم ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمواد استكشاف العناصر الرئيسية التي تشكل هذه معقدة مجالس كيف خصائص التأثير على الأداء والموثوقية من الأجهزة الإلكترونية.

مقدمة مواد ثنائي الفينيل متعدد الكلور

لوحة الدوائر المطبوعة مسطحة بنية جامدة يحتوي على الدوائر الكهربائية تتكون من جزءا لا يتجزأ من الأسطح المعدنية تسمى آثار أكبر المناطق من معدن يسمى الطائرات. المكونات المجلس على منصات معدنية, والتي ترتبط المجلس الدوائر ، مما يتيح لها أن تكون مترابطة. ثنائي الفينيل متعدد الكلور يمكن أن تتكون من واحد أو اثنين أو طبقات متعددة من الدوائر.

ثنائي الفينيل متعدد الكلور يتم بناؤها مع عازل المواد الأساسية التي قد الكهربائية الفقراء إجراء خصائص لضمان نقية دوائر الإرسال. هذه النواة هي interspaced مع طبقات إضافية من معدن عازل حسب الحاجة. مستوى المادة العازلة المستخدمة في لوحات الدوائر هو لهب مقاومة مركب من الألياف الزجاجية المنسوجة القماش الإيبوكسي الراتنج المعروف FR-4 ، في حين أن المعدن آثار والطائرات على الدوائر تتكون عادة من النحاس.

المكونات الرئيسية ثنائي الفينيل متعدد الكلور تشمل:

• الركيزة: توفر الدعم الميكانيكية و الكهربائية العزل
• طبقة موصلة: عادة النحاس أشكال الدائرة مسارات
• قناع اللحيم: طبقة واقية أن يعزل ويمنع لحام الجسور
• بالشاشة الحريرية: يضيف النص رموز الهوية

اختيار المواد لكل عنصر من هذه العناصر يؤثر على ثنائي الفينيل متعدد الكلور الأداء والمتانة والتكلفة. فهم خصائص هذه المواد أمر بالغ الأهمية لتصميم وتصنيع موثوقة وفعالة من الأجهزة الإلكترونية.

الركيزة المواد

الركيزة الأساس ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وتوفير الدعم الميكانيكية و الكهربائية العزل موصلة طبقات. وهي عادة مصنوعة من مادة عازلة ، الذي الكهربائية الفقراء إجراء خصائص لضمان نقية دوائر الإرسال. الركيزة الأكثر شيوعا المواد المستخدمة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو FR-4, لهب مقاومة مركب من قماش الألياف الزجاجية منسوجة و راتنجات الايبوكسي.

FR-4 يستخدم على نطاق واسع بسبب خصائصه الممتازة ، بما في ذلك:

• عالية القوة إلى الوزن
• جيدة العزل الكهربائي
• ريتاردانسي
• مقاومة الرطوبة
• نسبة مقاومة درجة الحرارة (عادة تصنيف 50 درجة مئوية إلى 115 درجة مئوية)

FR-4 ركائز تأتي في مختلف الدرجات ، مع كل خصائص محددة تتناسب مع مختلف التطبيقات. على سبيل المثال ارتفاع درجة الحرارة FR-4 (عالية Tg) متوافق مع الرصاص-الحرة إنحسر التكنولوجيا ويمكن أن تحمل درجات حرارة تصل إلى 170 درجة مئوية إلى 180 درجة مئوية الهالوجين-حرة FR-4 هو آخر البديل الذي يتوافق مع الأنظمة البيئية و هو متوافق مع الرصاص-الحرة إنحسر التكنولوجيا.

بالإضافة إلى FR-4, الركيزة الأخرى هي المواد المستخدمة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور من أجل تطبيقات محددة:

• روجرز: البوليمر-السيراميك المركبة التي توفر الاستقرار الحرارية العالية وحسن الأداء الكهربائي, مما يجعلها مناسبة عالية التردد عالية الأداء الدوائر.
• بوليميد: مرنة مقاومة للحرارة المواد المستخدمة في مرنة ثنائي الفينيل متعدد الكلور البيئات ذات درجة الحرارة العالية.
• المعادن الأساسية (مثل الألومنيوم): يوفر تحسين الإدارة الحرارية ويستخدم في عالية الطاقة والإلكترونيات تطبيقات الإضاءة LED.

عند اختيار المواد الركيزة, المهندسين يجب النظر في عوامل مثل خصائص كهربائية الخواص الحرارية و التكلفة. حق المواد الركيزة يضمن أن ثنائي الفينيل متعدد الكلور يمكن أن تلبي متطلبات محددة التطبيق مع المحافظة على الموثوقية والأداء.

المواد الموصلة

موصل المواد تلعب دورا حاسما في ثنائي الفينيل متعدد الكلور, تشكيل الدائرة المسارات التي تسمح الإشارات الكهربائية إلى السفر بين المكونات. الأكثر استخداما مادة موصلة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو النحاس ، وذلك بفضل ممتازة الموصلية وفعالية التكلفة.

سماكة النحاس هو أحد الاعتبارات الهامة في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، كما أنه يؤثر على القدرة على حمل التيار وسلامة إشارة من آثار. سماكة النحاس عادة ما تقاس أوقية لكل قدم مربع (أوقية/ft2) مع 1 أوقية/ft2 كونها الأكثر شيوعا سمك. هذا يترجم إلى ما يقرب من 35 ميكرون أو 1.4 mils. سمكا النحاس طبقات ، مثل 2 أوقية/ft2 أو 3 أوقية/ft2 ، وتستخدم في عالية الطاقة التطبيقات أو عند زيادة القوة الميكانيكية المطلوبة.

في حين أن النحاس هو الأساسي مادة موصلة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، ومواد أخرى تستخدم في بعض الأحيان من أجل تطبيقات محددة:

• الألمنيوم: تستخدم في بعض تطبيقات الطاقة بسبب انخفاض تكلفة الوزن مقارنة مع النحاس.
• الفضة و الذهب: يستخدم في تطبيقات متخصصة أو الطلاء لتحسين الموصلية ومقاومة التآكل.

لحماية آثار النحاس من التأكسد و ضمان موثوقية لحام ، فإنها غالبا ما تكون مغلفة بطبقة واقية ، مثل قناع اللحيم أو طلاء الذهب. اللحيم قناع يساعد أيضا على منع لحام الجسور بين متباعدة عن كثب منصات أثناء عملية التجميع.

وهناك اعتبار آخر مهم في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو عرض من آثار النحاس. تتبع العرض يؤثر بشكل مباشر على القدرة على حمل التيار الدائرة ، مع أوسع آثار القدرة على التعامل مع التيارات أعلى. إلا أن زيادة عرض التتبع أيضا يزيد من الحجم الكلي ثنائي الفينيل متعدد الكلور, حتى المصممين يجب أن توازن بين القدرة على حمل التيار و حجم اللوحة.

قناع اللحيم

قناع لحام, المعروف أيضا باسم لحام مقاومة أو لحام وقف قناع, رقيقة, طبقة واقية من البوليمر تطبيقها على آثار النحاس من ثنائي الفينيل متعدد الكلور. الغرض الرئيسي منه هو عزل موصل آثار و منع عرضي دوائر قصيرة أثناء عملية لحام.

قناع اللحيم هي تتكون عادة من الايبوكسي القائمة على البوليمر التي يتم تطبيقها على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام طباعة الشاشة أو السائل التصوير الضوئي (LPI) التقنيات. بعد تطبيق اللحيم قناع علاجه باستخدام الحرارة أو الأشعة فوق البنفسجية (UV) ضوء لإنشاء دائم ، طبقة واقية.

اللون الأكثر شيوعا للحصول على قناع لحام هو الأخضر ولكن ألوان أخرى مثل الأزرق والأحمر والأسود ، متوفرة أيضا. الأخضر هو الخيار الأكثر شعبية لأنه يوفر على النقيض ضد آثار النحاس ويجعل من الأسهل أن تفقد الكلور عن العيوب.

المهام الرئيسية من قناع اللحيم تشمل:

1. منع لحام الجسور: خلال تغطية المساحات بين آثار النحاس, قناع لحام يمنع عرضي لحام الاتصالات التي يمكن أن تسبب دوائر قصيرة.
2. حماية آثار النحاس: قناع لحام الدروع آثار النحاس من العوامل البيئية مثل الرطوبة والغبار الذي يمكن أن يسبب تآكل و تدهور مع مرور الوقت.
3. توفير العزل الكهربائي: اللحيم قناع بمثابة طبقة عازلة ، ومنع الاتصال الكهربائية بين المتاخمة آثار ومكوناتها.

نموذجية سمك اللحيم قناع طبقة تتراوح من 0.8 إلى 1.0 ملم (20 إلى 25 ميكرون). سمك يتم التحكم بعناية للتأكد من أن قناع يوفر الحماية الكافية دون التداخل مع عملية لحام أو وضع المكونات.

قناع لحام يلعب دورا حاسما في مجمل عملية تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وضمان الموثوقية وطول العمر من المنتج النهائي. دون بشكل صحيح تطبيق اللحيم قناع, ثنائي الفينيل متعدد الكلور سيكون أكثر عرضة قصيرة الدوائر ، التآكل ، وغيرها من القضايا التي يمكن أن يؤثر على الأداء وعمر.

بالشاشة الحريرية

بالشاشة الحريرية ، المعروف أيضا باسم أسطورة أو التسمية ، هي طبقة من النص والرموز المطبوعة على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى توفير معلومات هامة لتجميع واختبار واستكشاف الأخطاء وإصلاحها. على عكس قناع لحام, الذي يخدم غرض وظيفي ، سكرين يستخدم في المقام الأول عن الهوية والاتصالات.

بالشاشة الحريرية عادة المطبوعة باستخدام الايبوكسي القائم على مقاومة للحرارة الحبر الذي تتمسك جيدا إلى سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور. اللون الأكثر شيوعا بالنسبة بالشاشة الحريرية البيضاء ، كما أنه يوفر تباين ممتازة ضد قتامة قناع اللحيم. ولكن الألوان الأخرى ، مثل الأصفر يمكن أن تستخدم أيضا.

المعلومات الواردة في السلك سكرين يمكن أن تختلف تبعا لمتطلبات محددة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور, ولكنها غالبا ما تشمل:

1. مكون المميزان: التسميات التي تحدد موقع نوع كل عنصر على متن الطائرة ، مثل "R1" بالنسبة المقاوم أو "C2" للمكثف.
2. إشارة المميزان: المعرفات الفريدة لكل مكون أن تتوافق مع التخطيطي رمز فاتورة المواد (BOM) الدخول.
3. قطبية المؤشرات: الرموز التي تظهر الاتجاه الصحيح من الاستقطاب مكونات مثل كهربائيا المكثفات والثنائيات.
4. شعارات الشركة المصنعة: عناصر العلامة التجارية التي تحدد ثنائي الفينيل متعدد الكلور الشركة المصنعة أو الشركة التي صممت المجلس.
5. تحذير الرموز: سلامة المعلومات ذات الصلة ، مثل ارتفاع الجهد تحذيرات أو ESD الحساسة والتعامل مع الجهاز تعليمات.

بالشاشة الحريرية على ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام إما طباعة الشاشة أو الطباعة النافثة للحبر التقنيات. طباعة الشاشة ينطوي على استخدام الاستنسل لنقل الحبر على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، في حين الطباعة النافثة للحبر يستخدم طابعة رقمية إيداع الحبر مباشرة على متن الطائرة.

بحضور واضحة ودقيقة سكرين أمر بالغ الأهمية بالنسبة ثنائي الفينيل متعدد الكلور الجمعية و استكشاف الأخطاء وإصلاحها. فإنه يساعد الفنيين بسرعة تحديد مكونات موضعها السليم ، والحد من مخاطر الجمعية الأخطاء مما يجعل من السهل تشخيص وإصلاح المشكلات التي قد تنشأ أثناء مدى عمر المنتج.

أنواع من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمواد الاعتبارات

ثنائي الفينيل متعدد الكلور تأتي في أنواع مختلفة ، بعضها مع بنية فريدة من نوعها و الاحتياجات من المواد. ثلاث فئات رئيسية من ثنائي الفينيل متعدد الكلور واحدة على الوجهين ، الوجهين ، لوحات متعددة الطبقات. اختيار المواد لكل نوع يعتمد على عوامل مثل تعقيد الدائرة ، بيئة التشغيل المطلوب خصائص الأداء.

من جانب واحد ثنائي الفينيل متعدد الكلور

من جانب واحد ثنائي الفينيل متعدد الكلور مادة موصلة على جانب واحد فقط من الركيزة. فهي أبسط وأكثر فعالية من حيث التكلفة من نوع ثنائي الفينيل متعدد الكلور, مما يجعلها مناسبة الأساسية منخفضة الكثافة الدوائر. الأكثر شيوعا المواد الركيزة جانب واحد ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو FR-4 ، في حين أن طبقة موصلة هو عادة مصنوعة من النحاس.

من جانب واحد ثنائي الفينيل متعدد الكلور غالبا ما تستخدم في مجال الالكترونيات الاستهلاكية ، مثل الألعاب البسيطة على الأجهزة المنزلية ، حيث التكلفة هو الشاغل الرئيسي. بيد أن محدودية خيارات التوجيه وانخفاض عنصر الكثافة جعلها أقل مناسبة تصاميم أكثر تعقيدا.

على الوجهين الكلور

على الوجهين الكلور يكون مادة موصلة على كلا الجانبين من الركيزة ، مما يسمح لمزيد من الدوائر المعقدة وارتفاع عنصر الكثافة. هذه المجالس غالبا ما تتضمن من خلال ثقوب و فيا لربط موصل طبقات على طرفي نقيض.

المواد الاعتبارات على الوجهين الكلور مماثلة من جانب واحد المجالس مع FR-4 هي الأكثر شيوعا المواد الركيزة. ومع ذلك ، فإن زيادة تعقيد الوجهين التصاميم قد تتطلب استخدام أعلى مواد الصف أو المتخصصة ركائز لضمان حسن الأداء والموثوقية.

على الوجهين الكلور تستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات, بما في ذلك الالكترونيات الاستهلاكية, تحكم صناعي و معدات الاتصالات السلكية واللاسلكية.

متعدد الطبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور

متعدد الطبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور تتكون من ثلاثة أو أكثر من موصل طبقات مفصولة الطبقات العازلة. هذه المجالس تقدم أعلى عنصر الكثافة خيارات التوجيه, مما يجعلها مناسبة مجمع التطبيقات عالية الأداء.

المواد اختيار متعدد الطبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو بالغ الأهمية ، كما أن زيادة عدد طبقات بالقرب من موصل آثار يمكن أن يؤدي إلى سلامة إشارة القضايا ، مثل الحديث المتبادل و التداخل الكهرومغناطيسي (EMI). للتخفيف من هذه القضايا, المصممين قد تستخدم المتخصصة الركيزة المواد مع انخفاض عازلة الثوابت تبديد عوامل ، مثل روجرز أو Isola المواد.

بالإضافة إلى سلامة إشارة المخاوف, متعدد الطبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أيضا مواجهة التحديات المتصلة الإدارة الحرارية و الميكانيكية الإجهاد. استخدام المواد عالية الأداء ، مثل بوليميد أو السيراميك ركائز يمكن أن تساعد في معالجة هذه القضايا و ضمان تشغيل موثوق بها في البيئات الصعبة.

متعدد الطبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور توجد عادة في التطبيقات عالية الأداء, مثل الفضاء والدفاع ، والمعدات الطبية ، حيث الموثوقية والأداء قصوى.

اختيار المواد لكل نوع من PCB له تأثير كبير على المجلس أداء التكاليف و التصنيع التعقيد. بعناية اختيار المواد المناسبة استنادا إلى متطلبات محددة من تطبيق والمصممين يمكن ضمان أن لقاء ثنائي الفينيل متعدد الكلور اللازمة معايير الأداء والموثوقية مع تقليل تكاليف الإنتاج التحديات.

الختام

في الختام المواد المستخدمة في البناء من لوحات الدوائر المطبوعة تلعب دورا حاسما في تحديد الأداء والموثوقية وتكلفة الأجهزة الإلكترونية. أربعة مكونات رئيسية ثنائي الفينيل متعدد الكلور – الركيزة المواد الموصلة ، اللحيم قناع, و السلك سكرين – كل خدمة غرض معين والمساهمة في وظائف الكلي من المجلس.

الركيزة ، عادة مصنوعة من FR-4 أو غيرها من المواد المتخصصة ، يوفر الأساس ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وتقديم الدعم الميكانيكية و الكهربائية العزل. موصل المواد في المقام الأول النحاس شكل الدائرة المسارات التي تسمح الإشارات الكهربائية إلى تدفق بين المكونات. اللحيم قناع يحمي آثار النحاس من التلف ويمنع دوائر قصيرة أثناء عملية لحام ، في حين بالشاشة الحريرية توفر معلومات أساسية عن الجمعية و استكشاف الأخطاء وإصلاحها.

كما تقدم التكنولوجيا والطلب عالية الأداء الالكترونيات ينمو ، اتجاهات جديدة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمواد الناشئة. الخيارات الصديقة للبيئة ، مثل مصابيح الهالوجين-حرة ركائز و خالية من الرصاص الجنود ، تزداد شعبية كما تسعى الشركات المصنعة للحد من البصمة البيئية. بالإضافة إلى تطوير المواد المتقدمة ، مثل انخفاض الخسارة ركائز عالية التردد شرائح ، هو تمكين تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور التي يمكن أن تعمل على ترددات أعلى و دعم لأحدث معايير الاتصالات.

للمهندسين و المصممين ، فهم عميق من مواد ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو ضروري لخلق فعالية وكفاءة الأجهزة الإلكترونية. بعناية اختيار المواد المناسبة استنادا إلى متطلبات محددة من تطبيق والمصممين يمكن تحسين الأداء والموثوقية وتكلفة منتجاتها. مثل صناعة الإلكترونيات لا تزال تتطور ، البقاء ما يصل إلى موعد مع أحدث التطورات في ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمواد ستكون حاسمة للنجاح في هذه الديناميكية والمبتكرة المجال.