الخطوات والمواد المستخدمة في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة المرنة
الكلمات المفتاحية: لوحة الدوائر المطبوعة المرنة، لوحة الدوائر المرنة
حققت الأجهزة الإلكترونية الحالية تقدمًا كبيرًا مع ظهور ابتكار لوحة الدوائر المطبوعة المرنة. توجد هذه التقنية في صميم العديد من المنتجات الإلكترونية الحساسة والدقيقة. يتم استخدام هذه التقنية حتى في العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل الحواسيب الصغيرة، والكاميرات، والهواتف الخلوية، ومحطات العمل.
لوحة الدوائر المطبوعة المرنة القابلة للتكيف
يتم تصنيعها باستخدام مادة ركيزة أساسية من البولي إيميد. توجد هذه المادة صناعياً وطبيعياً. تُستخدم في صناعات مختلفة مثل الملابس، والسيارات، وغيرها. توفر الدوائر المرنة، نظراً لطبيعتها المدمجة وكثافة التوصيل الكهربائي العالية، وفورات كبيرة في المساحة والوزن مقارنة بلوحات الدوائر المطبوعة الصلبة التقليدية.
ستأخذك هذه المقالة في رحلة عبر المواد وعملية تصنيع الدائرة المرنة.
مواد الدائرة المرنة
يجب أن يفي كل مكون من مكونات تطوير الدائرة المرنة بالمتطلبات المفروضة عليه بشكل موثوق طوال عمر المنتج. يجب أن تعمل المواد بشكل موثوق في الأداء مع ضمان سهولة التصنيع والموثوقية، وذلك مع المكونات المختلفة لتطوير الدائرة المرنة. فيما يلي وصف موجز لوظائفها والمكونات الأساسية لتطوير الدائرة المرنة.
المادة الأساسية
المادة الأساسية هي الغشاء البوليمري المرن الذي يوفر الأساس للتراكب. توفر المادة الأساسية للدائرة المرنة أهم الخواص الكهربائية والفيزيائية الأساسية للدائرة المرنة في الظروف العادية. توفر المادة الأساسية جميع الخصائص المميزة في حالة تطوير الدوائر اللاصقة. معظم الأغشية المرنة متوفرة في نطاق محدود من الأبعاد الرقيقة نسبياً من 12 ميكرومتر إلى 125 ميكرومتر، بينما من الممكن وجود مجموعة واسعة من السماكات. ومع ذلك، من الممكن وجود مواد أكثر سمكاً وأقل سمكاً. المواد الأقل سمكاً مرنة للغاية وتكون الزيادة في الصلابة متناسبة مع مكعب السمك لمعظم المواد. تُستخدم مواد مختلفة كأغشية أساسية بما في ذلك بوليمرات فلورية مختلفة و共聚物ات، والبولي إيميد، والبولي إستر، والبولي إيثر إيميد، بالإضافة إلى بولي إيثيلين نفثاليت. أغشية البولي إيميد هي الأكثر شيوعاً نظراً لمزيجها من الخواص الحرارية والميكانيكية والكهربائية والكيميائية المفيدة.
المادة اللاصقة الرابطة
تُستخدم المواد اللاصقة كوسيلة ربط لصنع تراكب. غالباً ما تكون المادة اللاصقة هي العامل المحدد لأداء التراكب، خاصة فيما يتعلق بمقاومة الحرارة وعندما يكون البولي إيميد هو المادة الأساسية. تستخدم العديد من الدوائر المرنة المصنوعة من البولي إيميد حالياً أنظمة لاصقة من عائلات بوليمرية مختلفة بسبب التحديات السابقة المرتبطة بمواد لاصقة البولي إيميد. ومع ذلك، فإن بعض المواد اللاصقة الجديدة من البولي إيميد البلاستيكي الحراري تتقدم أيضاً. كما هو الحال مع الأغشية الأساسية، تأتي المواد اللاصقة بسماكات مختلفة. عادةً ما يكون تحديد السمك أحد مكونات التطبيق.
رقاقة معدنية
تُستخدم الرقاقة المعدنية بشكل شائع جداً كمكون موصل للتراكب المرن. عادةً ما يتم حفر مسارات الدائرة في الرقاقة المعدنية. تتوفر مجموعة واسعة من الرقائق المعدنية ذات السماكات المختلفة. يمكنك الاختيار من بينها لصنع دائرة مرنة. ومع ذلك، فإن الغالبية العظمى من تطبيقات الدائرة المرنة تستخدم رقائق النحاس. أصبح النحاس خياراً ممتازاً بسبب توازنه الرائع بين الأداء الكهربائي والفيزيائي والتكلفة. هناك أنواع عديدة من رقائق النحاس. لتطبيقات الدائرة المرنة، تتوفر عدة أنواع مختلفة من رقائق النحاس لتلبية الاحتياجات المختلفة للمنتجات النهائية المختلفة.
عملية تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة المرنة خطوة بخطوة
تقنية التجميع منظمة وإجرائية. هذه هي المراحل الأساسية للتجميع:
المرحلة 1: بناء لوحة الدوائر المطبوعة المرنة
الحفاظ على المادة الأساسية هو المحور الرئيسي في هذه المرحلة الأساسية. البولي إيميد هو المادة الأساسية المستخدمة في الدائرة المرنة. عند مقارنتها بـ FR-4، هذه المادة مكلفة ويجب استخدامها بشكل مناسب. تحتاج إلى إبقاء الدوائر قريبة من بعضها البعض قدر الإمكان باستخدام طريقة التثبيت لاستخدام البولي إيميد بشكل صحيح. تشمل التقنيات التالية في إنتاج لوحة الدوائر المطبوعة النموذجية:
- دليل القياس: يتم توفير أفضل مرونة. تحتاج إلى اختيار أنحف نحاس خاصة عند استخدام الدائرة في التطبيقات الديناميكية.
- التدوير: إضافة كمية صغيرة من المواد الإضافية مقبولة خارج حدود المصمم. هذه المادة الإضافية، التي تمكن تجميع الدائرة وزيادة الطول، تُعرف بحلقة المساعدة.
- المستويات الأرضية: إذا كان هناك تخصيص كهربائي كافٍ، يجب إنشاء مناطق أرضية متقاطعة. تقليل وزن لوحة الدوائر المرنة يساعد في تحسين مرونة الدائرة.
- التوجيه: يمكن إتمام توجيه الدليل بسهولة. بالنسبة للطي والانحناء، ضعها على الوضع المعاكس تمامًا. تقليل الضغط سيحسن الانحناء والطي.
- النقش: في عملية التصنيع، يتم إتمام هذه العملية لتعويض أي خسائر متناحية. فقدان عرض الخط يساوي ضعف سمك رقائق النحاس خلال هذه العملية. يتأثر عرض الخط، مثل أنواع الموصلات الأخرى، والغطاء المرسوم، والنحاس، وما إلى ذلك، بعوامل مختلفة.
المرحلة 2: عملية تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة المرنة (PCB)
تبدأ بعرض الدليل والفصل. عرض دليل قياسي، مثل 375 ميكرومتر، مطلوب بواسطة الأفلام البوليمرية الرقيقة. في الوقت نفسه، ينقل المستوى المثالي لتيار الدائرة بواسطة أفلام البوليمر القائمة على الفضة وأفلام البوليمر السميكة الاسمية. بناءً على التطبيق والتصميم، يمكن أن تختلف عرض الفتحات في لوحات الدوائر المطبوعة المرنة.
- حجم الفتحات: يمكن للمنتج إنشاء فتحات صغيرة وهو أيضًا قادر على إنتاج تصميم لوحة دوائر مطبوعة مرنة مائلة بشكل جيد. يمكنك إنشاء فتحات بأصغر حجم ممكن باستخدام التكنولوجيا المتقدمة.
- التنعيم: التنعيم هو تقنية يمكن من خلالها زيادة مساحة الوسادة وتقسيم الضغط. التنعيم مطلوب لجميع نقاط الوسادة والأرض في دوائرك المرنة. لإنشاء وصلة لحام موثوقة، تكون الفتحات المطلية بالطلاء مناسبة.
- طلاء الأزرار: هنا، يحدث تكوين فتحة مطلية بديلة. لتحضير الفتحات والفيا، يستخدم المنتجون النحاس في الوقت الحالي.
المرحلة 3: القيود المادية
في هذه العملية، يتعامل المنتجون مع مشاكل الطلاء العلوي وطبقات الطلاء. في الوقت نفسه، الطبقات العلوية الشائعة المستخدمة هي:
- السترات السائلة القابلة للطباعة بالشاشة: تُستخدم السترات السائلة القابلة للطباعة بالشاشة بشكل عام مع أفلام البوليمر السميكة وهي من النوع الذي يحتوي على جيوب.
- الأفلام المدعومة بالمادة اللاصقة: لتطبيقات الدوائر المرنة الديناميكية، فهي مناسبة لأنها تتكون من مواد خام. لتغطية لوحات الدوائر المطبوعة المخصصة، تُستخدم الأفلام المدعومة بالمادة اللاصقة بشكل عام.
البوليمرات الفيلمية والبوليمر الضوئي السائل: تظهره أحدث استراتيجية للتغطية. بعض الوظائف المذهلة هي:
- يمنع اللحام من التماسك ويعمل كغطاء لحام.
- تتم حماية الدوائر المطبوعة من الأضرار الداخلية والخارجية بواسطته.
- يتم حماية الدوائر من الشحنات الخارجية.
- على عكس الخيارات التقليدية الأخرى، تقدم لوحة الدوائر المطبوعة المرنة مجموعة متنوعة من الموثوقية والوصلات البينية.