مكونات لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) 2

من ماذا تصنع لوحات الدوائر المطبوعة؟

يمكن أن تستخدم PCBs مجموعة من المواد للمكونات والغلافات. اختيار المواد يعتمد على احتياجات التطبيق المحدد،لأن المواد المختلفة يمكن أن تعطي الدوائر خصائص مختلفة تسمح بأداء أفضل في ظروف معينة.

قد يختار المصممون المواد بناءً على أدائها الكهربائي في التطبيقات عالية السرعة أو الصمود الحراري أو الميكانيكي مثل تطبيقات السيارات تحت الغطاء.يمكن للمصممين اختيار الامتثال لمتطلبات وكالة تنظيميةعلى سبيل المثال، يمنع توجيه الاتحاد الأوروبي بشأن تقييد المواد الخطرة (RoHS) استخدام المواد التي تحتوي على جميع المواد الكيميائية والمعادن المقيدة.

العوامل الأكثر شيوعًا التي يجب مراعاتها هي ما إذا كان المنتج معتمدًا على UL ، وهو اختصار لخصائص مكافحة اللهب لمختبرات Underwriters. The score of UL is crucial for many electronic devices in order to ensure that in the case in the event of a fire the circuit board will not self-extinguish typically considered essential for consumer electronics and others.

المصفوفات مصنوعة عادة من أنسجة القماش والراتنج التي لها خصائص عازلة متميزة.وهذا يشمل المواد الكهربائية مثل FR4 Epoxy Teflon Polyimide وغيرها التي تستخدم طبقات الزجاج والراتنجمجموعة متنوعة من الجوانب الكهربائية والحرارية المتميزة تحدد أي منها سيعمل بشكل أفضل لـ PCB معين.

يجب على مصممي PCB النظر في مجموعة متنوعة من قضايا الأداء عند النظر إلى المواد التي يختارون تصميم PCBs الخاصة بهم. بعض الجوانب الأكثر شيوعًا التي يجب مراعاتها تشمل:

• الثابت الديليكتريك هو مؤشر حاسم للأداء الكهربائي
• معطلة اللهب هو جانب حاسم لشهادة UL (انظر أعلاه)
• درجات حرارة انتقال الزجاج العالية (Tg) لتحسين القدرة على تحمل درجات حرارة أعلى لمعالجة التجميع
• عوامل الخسارة المهدئة ضرورية للتطبيقات عالية السرعة حيث سرعة الإشارة مهمة.
• المقاومة الميكانيكية التي تشمل القطع والانسحاب والخصائص الميكانيكية المختلفة التي قد تتطلبها اللوحة PCB عند وضعها في الخدمة
• أداء النظام الحراري هو عامل حاسم عند العمل في بيئات الخدمة عالية درجة الحرارة
• استقرار الأبعاد، أو، ما مقدار تحرك المواد ومدى تكرارها في سير دورات التصنيع الحرارية، والتعرض للرطوبة

فيما يلي بعض المواد الأكثر شهرة التي تستخدم في إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة مع المكونات الإلكترونية:

1. بريغ ومصفوفة إيبوكسي FR4المصفوفة FR4 هي أكثر مواد رصيف PCB طلبًا في جميع أنحاء العالم. يشير مصطلح "FR4" إلى مجموعة من المواد التي تلبي متطلبات مواصفات NEMA LI 1-1998.المواد في FR4 تظهر الكهرباء الممتازة، الخصائص الحرارية والميكانيكية بالإضافة إلى نسبة القوة إلى الوزن المواتية، والتي تسمح لهم باستخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات الإلكترونية.يتم تصنيع المصفوفات والمنحنيات من FR4 من القماش الزجاجي وراتنج الايبوكسي وهي عادة ما تكون أرخص مواد PCB المتاحةيفضل بشكل خاص لـ PCB التي لديها طبقات أقل من الهياكل المزدوجة أو أحادية الجانب إلى الهياكل متعددة الطبقات التي تكون أصغر من أربعة عشر طبقة.وعلاوة على ذلك يمكن مزج هذه الراتنجة الأساسية مع المواد المضافة التي تعزز بشكل كبير, thermal performance and UL flame safety/rating which greatly enhances its capability to be utilized for higher-layer count designs as well as higher temperature stress applications and higher electrical performance with a lower cost for high-speed circuit designsيمكن استخدام المعدات المسبقة والمنسوجات FR4 بطرق متنوعة ، ويمكنها التكيف باستخدام طرق التصنيع المقبولة على نطاق واسع مع إنتاجات موثوقة.
2. ملمس البوليميد، والغلافات المسبقة:تتمتع ملامينات البوليميد بدرجات حرارة أفضل من مواد FR4 وكذلك زيادة في الخصائص الكهربائية. تكلف البوليميدات أكثر من FR4 ،لكنها توفر متانة أفضل في درجات الحرارة القصوى والعاليةكما أنها تمتلك درجة أعلى من الاستقرار عندما يتعلق الأمر بالدورة الحرارية، وتمتلك قدرات توسع أقل، مما يجعلها مثالية للبناء مع عدد أكبر من الطبقات.
3. صلابة و غطاء تيفلون:الصلات والمصفوفات المصنوعة من مواد تيفلون لها خصائص كهربائية متميزة ، مما يجعلها مثالية لتطبيقات الدوائر عالية السرعة. مواد تيفلون أكثر تكلفة من البوليميد,ولكن إعطاء المصممين السرعة والأداء التي يحتاجون إليها. المواد المضافة المحددة والملئات لتعزيز الخصائص الميكانيكية. إنتاج أقراص بي بي سي التيفلون عادة ما يتطلب قوة عاملة ماهرة ومدرسة ومعدات وعمليات خاصة.و توقع انخفاض عائدات الإنتاج.
4. المصفوفات المرنةهذه المصفوفات، التي هي مرنة ورقيقة في السماكة تسمح لك طي التصاميم الإلكترونية دون التأثير على الاستمرارية الكهربائية.ولكن بدلا من ذلك بنيت على ورقة بلاستيكيةويمكن أن تكون كجهاز مطوية في تطبيق مرنة لمرة واحدة لتثبيت، لأنها في مرنة ديناميكية، مما يعني أن الدوائر سوف تكون مطوية باستمرار طوال عمر المنتج.يمكن تصنيع المصفوفات المرنة باستخدام درجات حرارة أعلى من المواد مثل البوليميد أو LCP (البوليمر الكريستالي السائل) أو مواد رخيصة للغاية مثل البولي إيثيلين والقلملأن المصفوفات المرنة رقيقة للغاية، فإن صنع الدوائر المرنة قد يتطلب أيضا قوة عمل مدربة تدريبا عاليا، والمعدات والعمليات الخاصة،وكذلك توقع انخفاض عائدات التصنيع.
5. غيرها:هناك العديد من المواد المختلفة المتاحة في السوقبما في ذلك BT والسيانات إستر السيراميك أو مواد مختلطة التي تخلط الراتنج لتحقيق خصائص ميكانيكية أو كهربائية متميزةنظرًا لأن الكميات أقل بكثير من FR4 وتصنيعها أكثر تعقيدًا في الإنتاج ، فإنها غالبًا ما تعتبر بدائل أكثر تكلفة لتصميمات PCB.

اختيار المصفوفة المناسبة أمر حاسم لضمان أن يكون لـ PCB الخصائص الميكانيكية والكهربائية والكهربائية والحرارية المناسبة للاستخدام النهائي.