نظرة على تصنيع وأنواع وأهمية لوحات الدوائر المطبوعة المرنة
لقد تطورت لوحات الدوائر المطبوعة على مر السنين لتصبح لوحات متطورة حاليًا. وتُعتبر لوحة الدارات المطبوعة المرنة واحدة منها. يمكنك التعرف على ذلك من خلال مقارنة لوحة الدوائر المطبوعة المثبتة في تلفزيون التسعينيات بتلك المثبتة في إصدارات LED الحالية والهواتف الذكية.
أنت تعرف بالفعل فئات لوحات الدوائر المطبوعة المختلفة التي تشمل لوحات الألومنيوم، وذات الطبقة المزدوجة، وذات الطبقة الواحدة، والصلبة، ومتعددة الطبقات، والصلبة-المرنة، والمرنة. يسلط هذا المقال الضوء على لوحات الدارات المطبوعة المرنة. ألقِ نظرة عليه!
ما هي لوحة الدارات المطبوعة المرنة؟
تُعرف أيضًا باسم الدوائر المرنة أو المطبوعات المرنة. يمكن ثنيها إلى الشكل المطلوب لأنها نوع خاص من لوحات الدوائر. تُستخدم على نطاق واسع في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية والكثافة العالية. يعمل فيلم البوليستر الشفاف أو البولي إيميد كمادة أساسية في التصميمات المرنة. التصميمات مقاومة جدًا للحرارة مما يجعلها مناسبة لتركيب المكونات الملحومة.
تحتوي لوحة الدارات المطبوعة المرنة متعددة الطبقات على أكثر من طبقتين من المكونات الموصلة كهربائيًا. تُستخدم الثقوب المطلية بالكهرباء لربط هذه الطبقات. بالإضافة إلى ذلك، توجد ثلاث طبقات موصلة مرنة أو أكثر مع طبقات عازلة مرنة بين كل منها. تُستخدم الثقوب المطلية بالكهرباء لربط هذه الطبقات.
تحتوي الدائرة المرنة على طبقة موصلة مصنوعة من آثار النحاس مدمجة مع طبقة من عازل البولي إيميد. يمكن أن يتراوح سمك الطبقة الموصلة من النحاس من 0.0005 بوصة إلى 0.05 بوصة. يمكن أن يتراوح سمك المادة العازلة من 0.00035 بوصة إلى 0.010 بوصة. هناك حاجة إلى مادة لاصقة لربط الطبقة الموصلة من النحاس بالركيزة. كما أن الترسيب بالبخار مفيد أحيانًا لربط النحاس بالركيزة.
يعتمد اختيار المواد على عوامل مختلفة مثل المقاومة الميكانيكية، والمقاومة الكيميائية، ودرجة الحرارة، والتيار، وأنواع الثني، والسعة الكهربائية. لهذا السبب، يكون اختيار مواد لوحات الدارات المطبوعة المرنة صعبًا بعض الشيء.
نظرًا لتوفرها مع عدد أقل من التوصيلات البينية، فإن التصميمات المرنة موثوقة جدًا. وهذا يضمن عددًا أقل من نقاط التجعيد واللحام. بسبب قدرتها على الثني المرن، تحتاج هذه الدوائر إلى مساحة أقل. على عكس لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة، فإنها تغطي 10٪ فقط من المساحة.
عملية تصنيع لوحة الدارات المطبوعة المرنة
لتصنيع لوحات الدارات المطبوعة المرنة، يستخدم مصنع لوحات الدارات المطبوعة المرنة مادة البولي إيميد. تلعب هذه المادة دور الركيزة الأساسية. على عكس FR-4، هذه المادة باهظة الثمن. لذلك، يجب استخدامها بحذر. تُستخدم تقنية التعشيش لاستخدام مادة البولي إيميد بشكل مناسب. وهذا يحافظ على مسافة قريبة بين لوحات الدوائر.
خطوات تصنيع اللوحات المرنة هي كما يلي:
- الحلقة الخدمية
يتم ضمان طول تجميع الدائرة وخدمتها بواسطة حلقة الخدمة. هذا ليس سوى كمية المواد الإضافية المضافة إلى ما يتجاوز حد المصمم.
- تحديد حجم الموصل
يتم تثبيت المادة الموصلة على شكل نحاس رقيق على اللوحة. يساهم النحاس الرقيق في مرونة الدائرة. وهذا يجعل الدائرة مناسبة للتطبيقات الديناميكية.
- الحفر
للتعويض عن أي خسائر متناحية أثناء عملية التصنيع، تُستخدم عملية الحفر. في هذه العملية، يكون الفقدان على طول عرض الخط ضعف سمك رقاقة النحاس. أنواع الموصلات المختلفة المستخدمة، وقناع الحفر، والموصل هي العوامل المؤثرة على عرض الخط.
- التوجيه
التوجيه بسيط جدًا. يعمل التوجيه على تحسين الطي والثني. كما يقلل التوجيه من الإجهاد.
- المستويات الأرضية
يتم تقليل وزن اللوحة عن طريق إنشاء طبقات أرضية. مما يؤدي إلى مرونة أفضل للدائرة.
قبل تطبيق الشرائح، يجب إنشاء ثقوب في المناطق التي تزداد فيها مساحة الوسادة لتوزيع الضغط. ثم يتم إضافة أغشية ذات لاصق خلفي لتطبيقات الدوائر ذات الانحناء الديناميكي. بعد ذلك، قبل إضافة بوليمرات الأفلام الحساسة للضوء والسوائل، يجب تطبيق طبقة علوية من سائل قابل للطباعة بالشاشة. يتم حماية الدائرة من أي نوع من الإصابات الداخلية أو الخارجية بواسطة البوليمر الذي يلعب دور قناع اللحام.
أنواع لوحات الدوائر المطبوعة المرنة
هناك أربعة أنواع مختلفة من لوحات الدوائر المطبوعة المرنة المتاحة.
- لوحة دارات مطبوعة مرنة أحادية الطبقة
كما يشير الاسم، توجد طبقة موصلة واحدة فقط في لوحة الدارات المطبوعة المرنة أحادية الطبقة. تقع هذه الطبقة على فيلم عازل مرن. يحتوي جانب واحد فقط من اللوحة على المكونات الكهربائية.
- لوحة دارات مطبوعة مرنة متعددة الطبقات
توجد ثلاث طبقات موصلة أو أكثر في لوحة الدارات المطبوعة المرنة متعددة الطبقات. تفصل مادة عازلة بين هذه الطبقات. يتم ضمان المرونة العالية للوحة عن طريق التصفيح غير المنتظم، وعادة ما تكون منطقة الترابط ذات سمك تصفيح أقل.
- لوحة دارات مطبوعة مرنة مزدوجة الطبقة
توفر لوحة الدارات المطبوعة المرنة مزدوجة الطبقة طبقة موصلة على كلا جانبي اللوحة. وهذا يسهل توصيل المكونات الكهربائية على أي من جانبي الطبقة الموصلة.
- لوحة دارات مطبوعة مرنة عالية الكثافة (HDI)
التوصيل عالي الكثافة هو الشكل الموسع لـ HDI. تتميز هذه الدوائر بتخطيط وبناء وتصميم أفضل. هذه التصاميم موثوقة وفعالة مقارنة باللوحات الأخرى. توفر لوحات HDI المرنة حجم حزمة أصغر وأداء كهربائي فعال. وهذا ممكن بسبب مادة الركيزة الرقيقة المستخدمة في تصنيع اللوحة.
- لوحة دارات مطبوعة صلبة-مرنة (Rigid-Flex)
توفر لوحة الدارات المطبوعة الصلبة-المرنة كثافة عالية للمكونات على عكس لوحات الدوائر الأخرى، وتحتوي على مزيج من لوحات الدوائر الصلبة والمرنة.
أهمية لوحة الدوائر المطبوعة المرنة في العصر الحالي
يمكنك ثني اللوحات المرنة بأي شكل. هذا هو السبب في استخدامها على نطاق واسع لتطبيقات الانحناء الثابت والديناميكي. يستخدم الانحناء المنتظم لصنع لوحات الدوائر الديناميكية بينما تستخدم التطبيقات الثابتة لوحات الدوائر التي توفر انحناءً قليلاً جدًا.
يمكنك أن تجد اللوحات المرنة مفيدة في تطبيقات مختلفة. لكن، يمكن استخدامها كبديل للوحات الدوائر الصلبة. والسبب هو سعرها الرخيص ويمكنك تركيب اللوحات الصلبة في التطبيقات التي تتطلب تصنيعًا آليًا عالي الحجم.
يمكنك أن تجد الأجهزة الإلكترونية الحالية تستخدم لوحات الدوائر المطبوعة المرنة على نطاق واسع بسبب سمكها المنخفض، ووزنها الخفيف، ومرونتها الفائقة.
للتطبيقات التي تتطلب انحناءً منتظمًا، ودقة عالية، وأداءً أفضل، وإحكامًا، فإن لوحات الدوائر المرنة مثالية. تشمل مجالات تطبيق FPCB ما يلي:
- مكابح مانعة للانغلاق
- كاميرات
- معدات الباركود
- مجسات الموجات فوق الصوتية
- مضخات الوقود
- الأجهزة الطبية
- اختبار أشباه الموصلات
- الأقمار الصناعية
- أنظمة الحركة
- حزم البطاريات
- إلكترونيات الطيران
- أنظمة الوسائد الهوائية
- أجهزة التصنيع
الخلاصة
هذا كل ما يتعلق بلوحات الدوائر المطبوعة المرنة. ربما يكون لديك الآن فكرة أفضل وأوضح عن هذه الدوائر المرنة. نأمل أن تكون قد وجدت هذه المقالة مفيدة!
يمكنك العثور بسهولة على شركة مصنعة موثوقة ومحترفة للوحات الدوائر المطبوعة المرنة عبر الإنترنت.