معرفة حول اللوحة الخلفية، ميزاتها، تصنيعها وتحدياتها

الكلمات المفتاحية: لوحة الخلفية، لوحة الدوائر المطبوعة للخلفية

اللوحة الخلفية

بالمعنى الواسع، يعتبر نوع من لوحات الدوائر المطبوعة أيضًا لوحة دوائر مطبوعة للخلفية. تحمل اللوحة الخلفية بطاقات الخطوط أو اللوحات الفرعية، وهي نوع من اللوحات الأم لتحقيق وظائف مخصصة. تتمثل الوظيفة الرئيسية للوحة الخلفية في حمل اللوحات وتوزيع الوظائف بما في ذلك إشارات الطاقة والإمدادات وغيرها على كل لوحة فرعية، بحيث يمكن الحصول على نقل إشارة مناسب واتصال كهربائي. اللوحة الخلفية، التي تعمل مع اللوحات المحمولة، قادرة على قيادة النظام بأكمله للعمل بسلاسة ومنطقية.

خصائص اللوحة الخلفية

نظرًا لطبيعتها التخصصية، أصبحت اللوحة الخلفية نوعًا من المنتجات عندما يتعلق الأمر بصناعة تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة. لذلك، مقارنة بلوحات الدوائر المطبوعة العادية، تحمل اللوحة الخلفية المزيد من التخصصات.

• أثقل وزنًا

ليس من الصعب فهم أن الوزن المرتفع هو نتيجة للوحات الأكثر سمكًا. بالإضافة إلى ذلك، يشمل وزن اللوحة الخلفية أيضًا كمية كبيرة من النحاس.

• أكثر سمكًا

من المتوقع أن تنقل اللوحة الخلفية الإشارات بسرعة عالية وتتميز عادةً بعدد طبقات أكبر. يجب أن تكون طبقة النحاس سميكة بشكل كافٍ عند إدخال بطاقات التطبيق في اللوحة الخلفية ذات الاستهلاك العالي، لتوفير التيار اللازم. تصبح اللوحة الخلفية أكثر سمكًا من لوحات الدوائر المطبوعة العادية نتيجة لجميع العناصر المذكورة.

• عدد عالٍ من فتحات الحفر

يجب على اللوحة الخلفية تحقيق المزيد من عمليات نقل الإشارات والوصلات الكهربائية بسبب تنفيذ الوظائف والهيكل المعقد. يعتمد كل ذلك على عدد كبير من الفتحات المدفونة أو العمياء. للمساهمة في تحقيق الوظائف، يجب على اللوحة الخلفية أن تحمل المزيد من فتحات الحفر أو الثقوب نتيجة لذلك.

• سعة حرارية عالية

تتميز اللوحة الخلفية بعد ذلك بسعة حرارية أعلى، حيث أن اللوحة الخلفية أكثر سمكًا وأثقل مقارنة بلوحات الدوائر المطبوعة العادية.

تصنيع اللوحة الخلفية

يجب تصنيع اللوحات الخلفية بتقنية خاصة واهتمام نظرًا للمتطلبات الأعلى والتعقيد لهذه اللوحات.

• التنظيف

يحدث عادةً أن تحتوي سوائل العمل على فتحات حفر أو ثقوب أكثر من لوحات الدوائر العادية وتتدفق للخارج لأن اللوحات الخلفية أكثر سمكًا. لذلك، لإيقاف بقاء سوائل العمل في فتحات الحفر أو الثقوب، من المهم جدًا تنظيف فتحات الحفر باستخدام آلة تنظيف عالية الضغط.

• لحام إعادة التدفق

نظرًا لأن الحرارة على اللوحات الخلفية يصعب تبديدها من اللوحة مقارنة باللوحات العادية، فإن اللوحات الخلفية أثقل وأكثر سمكًا. بمعنى آخر، بعد لحام إعادة التدفق، تحتاج اللوحات الخلفية وقتًا أطول لتبرد. لتوفير مزيد من الوقت لتبريد اللوحات الخلفية، يجب تعزيز فرن لحام إعادة التدفق نتيجة لذلك. بالإضافة إلى ذلك، عند مخرج فرن لحام إعادة التدفق، يجب فرض استخدام التبريد الهوائي لجعل اللوحات الخلفية تبرد.

• تجميع المكونات

من أجل الاعتمادية، تميل المكونات السلبية إلى أن توضع على اللوحات الخلفية تقليديًا. ومع ذلك، على اللوحات الخلفية لقيادة اللوحات النشطة، تم تصميم المكونات النشطة مثل مصفوفات الشبكات الكروية (BGAs) بشكل متزايد للحفاظ على تكلفة ثابتة. يجب أن يكون جامعو المكونات قادرين على وضع المكونات المغلفة بالسيليكون والمقاومات والمكثفات الأصغر. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب الأحجام الكبيرة للوحات الخلفية منصات تجميع أكبر.

• محاذاة الطبقات

من الصعب جدًا تحقيق محاذاة الطبقات نتيجة لعدد فتحات الحفر وعدد الطبقات الأعلى. أثناء عملية تصنيع اللوحة الخلفية، يجب إجراء محاذاة الطبقات بتقنية عالية جدًا وعناية وفقًا لذلك.

• اتجاه تطوير اللوحة الخلفية

يجب أن تتطور اللوحة الخلفية نحو السُمك العالي والأبعاد الكبيرة وعدد الطبقات الفائقة، لتلعب دور العقدة الرئيسية في نقل الشبكات مع توجه نقل البيانات والاتصالات الشبكية نحو الأحجام الضخمة والنقل عالي السرعة. باختصار، ستواجه مصنعي لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) تحديات هائلة في المستقبل نتيجة لكل هذه التوقعات.

صعوبات تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة الخلفية

• التحكم في المحاذاة

فيما يتعلق بتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة فائقة تعدد الطبقات، يُعد التحكم في المحاذاة الصعوبة التصنيعية الأولى، حيث أن ضعف التحكم في المحاذاة قد يؤدي إلى حدوث قصور كهربائي.

من بين العوامل، يُعتبر تكديس الطبقات الأكثر أهمية، ويتأثر التحكم في المحاذاة بالعديد من العناصر والإجراءات. تحتوي لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات عادةً على ثلاثة أنواع من التركيبات: التسخين بالمزدوجات الحرارية، والتثبيت بالدبابيس، والتثبيت بالكتلة.

نصائح:

نظرًا لأنه لن يسبب تأثيرًا صادمًا على اللوحة الأساسية، فإن أفضل طريقة تركيب هي التثبيت بالدبابيس.

ستكون المسامير النحاسية الحديدية مع الدبابيس القصيرة خيارًا جيدًا عندما لا يمكن تطبيق التثبيت بالدبابيس بسبب بعض القيود.

نوع الدبابيس المستخدمة مهم للغاية عند استخدام تكديس الطبقات بالتثبيت بالدبابيس. على سبيل المثال، لأداء أفضل من ثمانية دبابيس دائرية، نجد أن استخدام أربعة دبابيس يتوافق مع متطلبات التحكم في المحاذاة.

• تقنية الحفر

قد يكون الحفر قصيرًا جدًا للوصول إلى اللوحة بسبب السُمك العالي للوحة الخلفية. ومع ذلك، فإن أداة الحفر الطويلة جدًا تتعرض للكسر أثناء عملية الحفر. قد يؤدي ذلك إلى تقليل أداء لوحة الدوائر المطبوعة الخلفية بشكل كبير، وقد يحدث نتوء، وقد يؤدي الغبار الزائد إلى انسداد الفتحة بالإضافة إلى ذلك.

نصائح:

من خلال تطبيق التحكم في العمق بطريقة موصلة، يمكن تحديد عمق الحفر بدقة.

تعتمد علامة CCD على الفتحة المحفورة من خلال الحفر بالأشعة السينية، ويجب تطبيق طريقة CCD في حفر اللوحة الخلفية.

• قدرة الطلاء الكهربائي

ستكون نسبة العرض إلى الارتفاع عالية أيضًا بسبب السُمك العالي للوحة الخلفية. مما يؤثر على سُمك النحاس عند جدار الفتحة ليكون غير متوافق، مما يؤدي إلى تضييق الفتحة، وسيكون هناك نحاس كافٍ داخل الفتحة بينما يتبقى نحاس زائد عند فوهة الفتحة لضمان وجود نحاس كافٍ عند الفتحة إذا لم يكن الطلاء الكهربائي عميقًا بدرجة كافية.

نصائح

يجب استخدام محاليل طلاء تيار مستمر جديدة مثل EP.

من حيث محلول الطلاء، والموثوقية، والقدرة، والثبات، يجب مقارنة محلول الطلاء النبضي بمحلول الطلاء بالتيار المستمر.

• تحليل ICD

يميل ICD إلى الحدوث أثناء عملية تصنيع المواد عالية التردد، مما يتسبب في مخاطر جسيمة على الجودة للاتصال الكهربائي طويل الأمد والموثوقية. لذلك، يجب تلخيص سبب ICD وحله لتجنب مثل هذه المشكلات في عملية تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة الخلفية. يكمن سبب مشكلة ICD في عدم كفاية التنظيف المنفذ وبقايا هلام الراتنج على طبقة النحاس الداخلية.

نصائح:

للتأكد من إزالة بقايا الهلام، يجب تحسين التحكم في معايير الحفر.

نظرًا لعدم كفاية التقادم المتبقي على طبقات النحاس الداخلية، يجب تحليل درجة تقادم مادة اللوحة لوقف الراتنج.

• بقايا الحفر العكسي

ستؤدي البقايا إلى فشل نقل الإشارة أو حتى تشويه الإشارة فيما يتعلق بنقل الإشارة عالية السرعة. لذلك، يجب توضيح التأثير السلبي الناتج عن البقايا على نقل الإشارة عالية السرعة. حتى الآن، يمكن تلخيص أن تأثيرها على الإشارة منخفض جدًا ويمكن تجاهله عندما يكون طول البقايا أقل من 0.25 مم. في حدود 0.25 مم، يجب التحكم في طول البقايا نتيجة لذلك. تكون لوحة الدوائر المطبوعة الخلفية موثوقة.

نصائح:

في حدود 0.25 مم، يجب التحكم في طول البقايا لتقليل تأثيرها على جودة نقل الإشارة.