2025-08-28
صور معتمدة من العميل
تعتبر لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) بمثابة العمود الفقري غير المرئي لكل جهاز إلكتروني - من الهواتف الذكية إلى المركبات الفضائية - ولكن أدائها يعتمد كليًا على المواد المستخدمة في بنائها. يعتمد مودم 5G الخاص بالهاتف الذكي على مواد ركيزة منخفضة الفقدان لتجنب انقطاع الإشارة، بينما يحتاج نظام إدارة البطارية (BMS) الخاص بالمركبة الكهربائية إلى رقائق نحاسية مقاومة للحرارة للتعامل مع التيارات العالية. قد يؤدي اختيار المادة الخاطئة إلى حدوث أعطال مبكرة أو إعادة عمل مكلفة أو حتى مخاطر تتعلق بالسلامة (مثل ارتفاع درجة الحرارة في الأجهزة الطبية).
يوضح هذا الدليل المواد الأساسية التي تشكل لوحة الدوائر المطبوعة، وخصائصها الفريدة، وكيفية اختيار المواد المناسبة لتطبيقك. سنغطي كل شيء بدءًا من الركائز الأساسية ورقائق النحاس الموصلة إلى أقنعة اللحام الواقية والتشطيبات السطحية المعززة للموثوقية، مع مقارنات تعتمد على البيانات وحالات الاستخدام الواقعية المصممة خصيصًا لمعايير التصنيع الأمريكية. سواء كنت تصمم أداة استهلاكية أو مكونًا حيويًا للفضاء، فإن فهم هذه المواد هو مفتاح بناء لوحات دوائر مطبوعة تؤدي وظيفتها وتدوم وتحقق أهداف التكلفة.
النقاط الرئيسية
أ. تحدد مواد الركيزة (مثل FR4 و Rogers و polyimide) الأداء الحراري والكهربائي والميكانيكي للوحة الدوائر المطبوعة - FR4 مثالي لـ 80٪ من تطبيقات المستهلك، بينما تتفوق Rogers في تصميمات 5G/mmWave.
ب. يؤثر سمك رقائق النحاس (1 أونصة - 5 أونصة) ونوعها (التحليل الكهربائي مقابل المدلفن) على قدرة حمل التيار: يتعامل النحاس 2 أونصة مع تيارات تزيد عن 30 أمبير (وهذا أمر بالغ الأهمية للمركبات الكهربائية)، بينما يوفر النحاس المدلفن مرونة للأجهزة القابلة للارتداء.
ج. تحمي أقنعة اللحام (LPI الخضراء بشكل أساسي) الآثار من التآكل وجسور اللحام، مع وجود متغيرات ذات درجة حرارة عالية (Tg ≥150 درجة مئوية) مطلوبة للوحات الدوائر المطبوعة الخاصة بالسيارات والصناعية.
د. تحدد التشطيبات السطحية (ENIG و HASL و ENEPIG) قابلية اللحام والعمر الافتراضي: ENEPIG هو المعيار الذهبي للأجهزة الطبية/الفضاء، بينما يظل HASL فعالاً من حيث التكلفة للأجهزة منخفضة الموثوقية.
هـ. تتسبب أخطاء اختيار المواد في 35٪ من أعطال لوحات الدوائر المطبوعة (بيانات IPC) - يؤدي مطابقة المواد مع احتياجات التطبيق (مثل درجة الحرارة والتردد والتيار) إلى خفض معدلات الأعطال الميدانية بنسبة 50٪.
1. مواد ركيزة لوحة الدوائر المطبوعة: أساس الأداء
الركيزة هي القاعدة غير الموصلة التي تحمل آثار النحاس والمكونات وطبقات لوحة الدوائر المطبوعة الأخرى. إنه اختيار المادة الأكثر تأثيرًا، لأنه يحدد:
أ. الموصلية الحرارية: مدى جودة تبديد لوحة الدوائر المطبوعة للحرارة (وهذا أمر بالغ الأهمية للمكونات عالية الطاقة مثل IGBTs).
ب. ثابت العزل الكهربائي (Dk): مدى جودة عزل الإشارات الكهربائية (Dk منخفض = أداء أفضل عالي التردد).
ج. القوة الميكانيكية: مقاومة الاعوجاج أو الانحناء أو التشقق (وهذا أمر أساسي للبيئات الوعرة).
فيما يلي مواد الركيزة الأكثر شيوعًا، مع مقارنة تفصيلية لتوجيه الاختيار:
|
مادة الركيزة
|
الموصلية الحرارية (W/m·K)
|
ثابت العزل الكهربائي (Dk @ 1 جيجاهرتز)
|
أقصى درجة حرارة تشغيل (°C)
|
المرونة
|
التكلفة (نسبة إلى FR4)
|
جيد (يبلل بسرعة)
|
|
FR4 (عالي Tg)
|
0.3–0.4
|
4.2–4.6
|
130–150
|
صلب
|
2–5 ميكرومتر Ni + 0.05 ميكرومتر Au
|
الإلكترونيات الاستهلاكية (الهواتف وأجهزة التلفزيون)، مستشعرات إنترنت الأشياء
|
|
Rogers RO4350
|
0.6
|
3.48
|
180
|
صلب
|
5x
|
5G/mmWave (28 جيجاهرتز+)، أجهزة الإرسال والاستقبال في مركز البيانات
|
|
Polyimide
|
0.2–0.4
|
3.0–3.5
|
200
|
مرن
|
4x
|
الأجهزة القابلة للارتداء (الساعات الذكية)، الهواتف القابلة للطي، الفضاء
|
|
Aluminum Core (MCPCB)
|
1–5
|
4.0–4.5
|
150
|
صلب
|
2x
|
مصابيح LED عالية الطاقة، وحدات شحن المركبات الكهربائية
|
|
PTFE (Teflon)
|
0.25–0.35
|
2.1–2.3
|
260
|
صلب/مرن
|
8x
|
عالي التردد للغاية (60 جيجاهرتز+)، رادار عسكري
|
لماذا يهم اختيار الركيزة
أ. الإلكترونيات الاستهلاكية: FR4 هو حصان العمل هنا - فتكلفته المنخفضة وأدائه الحراري المناسب (0.3 واط/متر·ك) يتعامل مع احتياجات الطاقة التي تتراوح بين 1 و 5 واط للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية. تكلف لوحة دوائر مطبوعة FR4 ذات 6 طبقات في iPhone 15 حوالي ~ (2.50، مقابل) 12.50 دولارًا أمريكيًا لما يعادل Rogers.
ب. 5G/ Telecom: يقلل Dk المنخفض لـ Rogers RO4350 (3.48) من فقدان الإشارة عند 28 جيجاهرتز، مما يجعله ضروريًا لمحطات قاعدة 5G. وبدونه، ستتدهور إشارات 5G بنسبة 40٪ على مسافة 10 سم من الأثر.
ج. الفضاء: تتحمل ركائز Polyimide تقلبات درجات الحرارة من -55 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية وتقاوم الإشعاع، مما يجعلها مثالية للوحات الدوائر المطبوعة الخاصة بالأقمار الصناعية. يستخدم تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا لوحات دوائر مطبوعة تعتمد على polyimide لأدواته المبردة.
د. المركبات الكهربائية: تعمل ركائز قلب الألومنيوم (MCPCB) في محولات المركبات الكهربائية على تبديد الحرارة أسرع بثلاث مرات من FR4، مما يحافظ على درجات حرارة وصلة IGBT أقل من 125 درجة مئوية (عتبة الاختناق الحراري).
2. رقائق النحاس: العمود الفقري الموصل
رقائق النحاس هي المادة الموصلة التي تشكل الآثار والطائرات والوسادات - تحمل الإشارات الكهربائية والطاقة عبر لوحة الدوائر المطبوعة. يؤثر سمكها ونوعها ونقاوتها بشكل مباشر على سعة التيار والمرونة والتكلفة.
مواصفات رقائق النحاس الرئيسية
أ. السُمك: يُقاس بـ “أونصة (أونصة)” (1 أونصة = سُمك 35 ميكرومتر). الخيارات الشائعة:
1 أونصة: مثالية لإشارات التيار المنخفض (≤10 أمبير) في الإلكترونيات الاستهلاكية.
2 أونصة: تتعامل مع تيارات 10–30 أمبير (EV BMS، محركات صناعية).
3–5 أونصة: للتطبيقات عالية الطاقة (50 أمبير+)، مثل محولات المركبات الكهربائية أو معدات اللحام.
ب. النوع: نوعان أساسيان، كل منهما يناسب احتياجات معينة:
|
نوع رقائق النحاس
|
طريقة التصنيع
|
الخصائص الرئيسية
|
5–20 ميكرومتر Sn-Pb/Sn-Cu
|
جيد (يبلل بسرعة)
|
|
التحليل الكهربائي (ED)
|
الطلاء الكهربائي للنحاس على الأسطوانات
|
منخفضة التكلفة، موصلية جيدة، صلب
|
2–5 ميكرومتر Ni + 0.05 ميكرومتر Au
|
لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة (FR4)، الإلكترونيات الاستهلاكية عالية الحجم
|
|
المدلفن (RA)
|
درفلة سبائك النحاس إلى رقائق
|
ليونة عالية، مرنة، خشونة سطح منخفضة
|
2x
|
لوحات الدوائر المطبوعة المرنة (الأجهزة القابلة للارتداء)، تصميمات عالية التردد (فقدان إشارة منخفض)
|
اعتبارات مهمة لرقائق النحاس
أ. سعة التيار: يحمل الأثر النحاسي بعرض 1 مم و 2 أونصة ~30 أمبير عند 25 درجة مئوية (معيار IPC-2221). بالنسبة للتيارات الأعلى، استخدم آثارًا أوسع (على سبيل المثال، بعرض 2 مم، 2 أونصة = 50 أمبير) أو رقائق أكثر سمكًا (3 أونصة = 45 أمبير لعرض 1 مم).
ب. خشونة السطح: يتمتع النحاس المدلفن بسطح أكثر سلاسة (Ra 3. قناع اللحام: حماية الآثار ومنع الدوائر القصيرة
أ. قناع اللحام عبارة عن فيلم سائل أو جاف يتم وضعه فوق آثار النحاس (باستثناء الوسادات) من أجل:
ب. حماية النحاس من الأكسدة والتآكل.
ج. منع جسور اللحام العرضية بين الآثار المتجاورة (شائعة في لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة).
د. عزل الآثار عن الرطوبة والغبار والمواد الكيميائية.
أنواع أقنعة اللحام الشائعة
يستخدم قناع اللحام القابل للتصوير الضوئي السائل (LPI) في 95٪ من لوحات الدوائر المطبوعة الحديثة - يتم تطبيقه كسائل، وتعريضه للأشعة فوق البنفسجية (عبر قناع ضوئي)، وتطويره لترك الوسادات غير مغطاة. الأنواع الأخرى (الأغشية الجافة، المطبوعة بالشاشة) نادرة اليوم بسبب الدقة الأقل.
خاصية قناع اللحام
LPI القياسي (أخضر)
LPI عالي الحرارة
|
LPI مرن (يعتمد على Polyimide)
|
Tg (درجة حرارة التحول الزجاجي)
|
130 درجة مئوية
|
150–180 درجة مئوية
|
|
180 درجة مئوية
|
الحرارة/الأشعة فوق البنفسجية
|
أخضر (الأكثر شيوعًا)
|
أخضر، أسود، أبيض
|
|
شفاف، أسود
|
المقاومة الكيميائية
|
جيد (يقاوم التدفق، المنظفات)
|
ممتاز (يقاوم الزيوت والمذيبات)
|
|
ممتاز (يقاوم سوائل الجسم للأجهزة القابلة للارتداء)
|
التكلفة (نسبية)
|
1x
|
1.5x
|
|
5–20 ميكرومتر Sn-Pb/Sn-Cu
|
2–5 ميكرومتر Ni + 0.05 ميكرومتر Au
|
الإلكترونيات الاستهلاكية
|
2–5 ميكرومتر Ni + 0.1 ميكرومتر Pd + 0.05 ميكرومتر Au
|
|
جيد (يبلل بسرعة)
|
لماذا يهم لون قناع اللحام
|
أ. أخضر: المعيار الصناعي - بأسعار معقولة، وسهل الفحص (يتناقض مع النحاس)، ومتوافق مع معظم العمليات.
|
ب. أسود: شائع في الأجهزة المتطورة (مثل الهواتف الذكية المتميزة) من أجل الجماليات، ولكنه أصعب في الفحص (يتطلب ضوء الأشعة فوق البنفسجية للتحقق من وجود عيوب).
|
ج. أبيض: يستخدم في لوحات الدوائر المطبوعة LED - يعكس الضوء لتعزيز سطوع LED بنسبة 15٪.
ملاحظة رئيسية: LPI عالي الحرارة (Tg ≥150 درجة مئوية) إلزامي للوحات الدوائر المطبوعة الخاصة بالسيارات، والتي تعمل في بيئات تحت الغطاء (125 درجة مئوية+). قد يلين LPI القياسي (Tg 130 درجة مئوية) أو ينفصل، مما يؤدي إلى حدوث دوائر قصيرة.
4. حبر الشاشة الحريرية: وضع العلامات والتعريف
حبر الشاشة الحريرية هو الطبقة النهائية المطبقة على لوحات الدوائر المطبوعة - طباعة النص والشعارات ومراجع المكونات (مثل “R1,” “U2”) وعلامات القطبية. إنه أمر بالغ الأهمية للتجميع (توجيه موضع المكونات) والصيانة (تحديد الأجزاء للإصلاح).
أنواع حبر الشاشة الحريرية
معظم الأحبار تعتمد على الإيبوكسي (مقاومة للحرارة والمواد الكيميائية) أو قابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية (سريعة الجفاف للإنتاج عالي الحجم). اعتبارات أساسية:
نوع الحبر
طريقة المعالجة
مقاومة التآكل
|
مقاومة درجة الحرارة
|
الأفضل لـ
|
يعتمد على الإيبوكسي
|
الحرارة (120–150 درجة مئوية)
|
جيد (يبلل بسرعة)
|
|
150 درجة مئوية
|
لوحات الدوائر المطبوعة الصناعية والسيارات
|
قابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية
|
ضوء الأشعة فوق البنفسجية (30–60 ثانية)
|
جيد (500–800 فرك)
|
|
130 درجة مئوية
|
الإلكترونيات الاستهلاكية، عمليات الإنتاج عالية الحجم
|
الشاشة الحريرية الموصلة
|
الحرارة/الأشعة فوق البنفسجية
|
معتدل
|
|
120 درجة مئوية
|
وصلات منخفضة التيار (استبدال الآثار)
|
أفضل الممارسات للشاشة الحريرية
|
أ. حجم الخط: استخدم نصًا لا يقل ارتفاعه عن 0.8 مم - من الصعب قراءة النص الأصغر وقد يتلطخ أثناء التجميع.
|
ب. الخلوص: حافظ على الحبر على بعد 0.1 مم من الوسادات - يمنع الحبر الموجود على الوسادات اللحام (سبب رئيسي لعيوب التجميع).
|
ج. المتانة: يفضل استخدام أحبار الإيبوكسي للوحات الدوائر المطبوعة الصناعية، والتي قد تخضع للتنظيف أو المناولة المتكررة.
مثال: تعتمد المصانع التي تصلح محركات السيارات الصناعية على الشاشة الحريرية الإيبوكسي لتحديد المقاوم المعيب (“R45”) - بدون وضع علامات واضحة، سيتضاعف وقت الإصلاح، مما يكلف 500 دولار/ساعة في وقت التوقف.
5. التشطيبات السطحية للوحة الدوائر المطبوعة: ضمان قابلية اللحام وطول العمر
تقوم التشطيبات السطحية بتغطية وسادات النحاس المكشوفة من أجل:
أ. منع الأكسدة (التي تدمر قابلية اللحام).
ب. تحسين موثوقية وصلة اللحام.
ج. إطالة العمر الافتراضي للوحة الدوائر المطبوعة (من 6 أشهر إلى أكثر من عامين).
هذا أحد أهم اختيارات المواد - تتسبب التشطيبات الرديئة في 25٪ من أعطال اللحام (بيانات IPC). فيما يلي مقارنة بين الخيارات الأكثر شيوعًا:
التشطيب السطحي
السُمك
قابلية اللحام
|
مقاومة التآكل
|
العمر الافتراضي
|
التكلفة (نسبية)
|
الأفضل لـ
|
HASL (تسوية اللحام بالهواء الساخن)
|
5–20 ميكرومتر Sn-Pb/Sn-Cu
|
جيد (يبلل بسرعة)
|
|
معتدل (رذاذ ملح 500 ساعة)
|
12 شهرًا
|
1x
|
الإلكترونيات الاستهلاكية منخفضة التكلفة (أجهزة التلفزيون والألعاب)
|
ENIG (النيكل الكهربائي غير الكهربائي الذهب الغمر)
|
2–5 ميكرومتر Ni + 0.05 ميكرومتر Au
|
جيد جدًا (وصلات متسقة)
|
|
ممتاز (رذاذ ملح 1000 ساعة)
|
18 شهرًا
|
2.5x
|
5G، الاتصالات، الهواتف الذكية متوسطة المدى
|
ENEPIG (النيكل الكهربائي غير الكهربائي البلاديوم الغمر الذهب)
|
2–5 ميكرومتر Ni + 0.1 ميكرومتر Pd + 0.05 ميكرومتر Au
|
ممتاز (لا يوجد “وسادة سوداء”)
|
|
ممتاز (رذاذ ملح 1500 ساعة)
|
24+ شهرًا
|
3x
|
الأجهزة الطبية، الفضاء، EV ADAS
|
OSP (مادة حافظة عضوية قابلة للحام)
|
0.1–0.3 ميكرومتر فيلم عضوي
|
جيد (عمر افتراضي قصير)
|
|
منخفض (رذاذ ملح 300 ساعة)
|
6 أشهر
|
1.2x
|
الأجهزة ذات العمر القصير (الأدوات الطبية التي تستخدم لمرة واحدة)
|
لماذا يعتبر اختيار التشطيب غير قابل للتفاوض
|
أ. الأجهزة الطبية: ENEPIG إلزامي - فهو يتجنب “الوسادة السوداء” (مركب نيكل-ذهب هش يسبب فشل الوصلات) ويتحمل التعقيم بالمعادلة (134 درجة مئوية، ضغط 2 بار).
|
ب. الفضاء: يضمن العمر الافتراضي لـ ENIG البالغ 18 شهرًا بقاء لوحات الدوائر المطبوعة قابلة للحام أثناء التخزين الطويل (على سبيل المثال، يتم تخزين مكونات الأقمار الصناعية لمدة عامين قبل الإطلاق).
|
ج. الإلكترونيات الاستهلاكية: HASL فعال من حيث التكلفة لأجهزة التلفزيون أو الألعاب، حيث يتم تجميع لوحات الدوائر المطبوعة بسرعة واستبدالها كل 2-3 سنوات.
د. المركبات الكهربائية: يستخدم ENEPIG في لوحات الدوائر المطبوعة لرادار ADAS - تمنع مقاومته للتآكل (رذاذ ملح 1500 ساعة) الأعطال الناتجة عن أملاح الطرق والرطوبة.
6. إطار عمل اختيار المواد: كيفية اختيار المجموعة المناسبة
مع وجود العديد من الخيارات، قد يبدو اختيار مواد لوحة الدوائر المطبوعة أمرًا مربكًا. استخدم إطار العمل المكون من 4 خطوات لمواءمة المواد مع تطبيقك:
الخطوة 1: تحديد متطلبات الأداء
أ. كهربائي: ما هو الحد الأقصى للتردد (على سبيل المثال، 28 جيجاهرتز لـ 5G) أو التيار (على سبيل المثال، 30 أمبير لـ EV BMS)؟ هناك حاجة إلى ركائز Dk منخفضة (Rogers) ونحاس سميك (2 أونصة+) لتحقيق أداء عالٍ.
ب. حراري: ما هي درجة حرارة التشغيل القصوى (على سبيل المثال، 150 درجة مئوية للسيارات)؟ اختر ركائز عالية Tg (FR4 Tg 170 درجة مئوية) و MCPCBs لتبديد الحرارة.
ج. ميكانيكي: هل ستنحني لوحة الدوائر المطبوعة (الأجهزة القابلة للارتداء) أو تتحمل الاهتزازات (الفضاء)؟ تعتبر ركائز polyimide المرنة والنحاس المدلفن أمرًا بالغ الأهمية هنا.
الخطوة 2: ضع في اعتبارك التكلفة مقابل القيمة
أ. الإلكترونيات الاستهلاكية: إعطاء الأولوية للمواد منخفضة التكلفة (FR4، 1 أونصة نحاس التحليل الكهربائي، HASL) لتلبية نقاط السعر (على سبيل المثال، لا يمكن لهاتف ذكي بقيمة 200 دولار تحمل تكاليف ركائز Rogers).
ب. الموثوقية العالية (الطبية/الفضاء): استثمر في المواد الممتازة (ENEPIG، polyimide، Rogers) - (10 إضافية لكل لوحة دوائر مطبوعة تتجنب) مطالبات الضمان التي تزيد عن 100 ألف دولار أو الغرامات التنظيمية.
الخطوة 3: تحقق من توافق التصنيع
أ. تأكد من أن المواد تعمل مع عملية التجميع الخاصة بك:
تتطلب لوحات الدوائر المطبوعة المرنة نحاسًا مدلفنًا وقناع لحام polyimide - سيتشقق النحاس التحليل الكهربائي أثناء الانحناء.
تستفيد العمليات عالية الحجم (100 ألف+ لوحة دوائر مطبوعة) من الشاشة الحريرية القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية (المعالجة السريعة) مقابل الإيبوكسي (الأبطأ).
الخطوة 4: التحقق من الامتثال
أ. السيارات: يجب أن تفي المواد بـ IATF 16949 (على سبيل المثال، قناع لحام عالي Tg، ENEPIG).
ب. الطبية: تتطلب ISO 13485 مواد متوافقة حيويًا (على سبيل المثال، ENEPIG، polyimide).
ج. الأسواق العالمية: يحظر الامتثال لـ RoHS الرصاص - اختر HASL الخالي من الرصاص (Sn-Cu) أو ENIG.
7. مجموعات المواد الواقعية حسب الصناعة
لجعل اختيار المواد ملموسًا، إليك مجموعات مثبتة للتطبيقات الشائعة:
الإلكترونيات الاستهلاكية (لوحة الدوائر المطبوعة الرئيسية للهاتف الذكي)
1. الركيزة: FR4 عالي Tg (Tg 170 درجة مئوية)
2. رقائق النحاس: 1 أونصة تحليل كهربائي (طبقات الإشارة)، 2 أونصة تحليل كهربائي (طائرات الطاقة)
3. قناع اللحام: LPI أخضر قياسي (Tg 130 درجة مئوية)
4. الشاشة الحريرية: إيبوكسي قابل للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية (نص 0.8 مم)
5. التشطيب السطحي: ENIG (يوازن بين قابلية اللحام والتكلفة)
6. لماذا يعمل: يحافظ FR4 على انخفاض التكاليف، ويتعامل النحاس 2 أونصة مع تيارات الشحن (15 أمبير)، ويضمن ENIG لحام BGA موثوقًا به (0.4 مم).
السيارات (لوحة الدوائر المطبوعة لمحول EV)
1. الركيزة: قلب ألومنيوم (MCPCB)
2. رقائق النحاس: 3 أونصة تحليل كهربائي (تتعامل مع تيارات 50 أمبير)
3. قناع اللحام: LPI عالي Tg (Tg 180 درجة مئوية)
4. الشاشة الحريرية: تعتمد على الإيبوكسي (تقاوم الزيت/المواد الكيميائية)
5. التشطيب السطحي: ENEPIG (مقاومة التآكل، لا توجد وسادة سوداء)
6. لماذا يعمل: يبدد MCPCB حرارة IGBT، ويحمل النحاس 3 أونصة تيارًا عاليًا، ويتحمل ENEPIG ظروف ما تحت الغطاء.
الأجهزة الطبية (لوحة الدوائر المطبوعة لوحدة التحكم في جهاز تنظيم ضربات القلب)
1. الركيزة: Polyimide (مرن، متوافق حيويًا)
2. رقائق النحاس: 1 أونصة مدلفنة (مرنة، خشونة سطح منخفضة)
3. قناع اللحام: LPI مرن (يعتمد على polyimide، متوافق حيويًا)
4. الشاشة الحريرية: إيبوكسي (يقاوم سوائل الجسم)
5. التشطيب السطحي: ENEPIG (مقاوم للتعقيم، عمر افتراضي طويل)
6. لماذا يعمل: ينحني Polyimide مع حركة الجسم، ويتجنب النحاس المدلفن التشقق، ويلبي ENEPIG معايير ISO 13485.
الفضاء (لوحة الدوائر المطبوعة للاتصالات عبر الأقمار الصناعية)
1. الركيزة: PTFE (Dk منخفض لإشارات 60 جيجاهرتز)
2. رقائق النحاس: 2 أونصة مدلفنة (مقاومة للإشعاع)
3. قناع اللحام: LPI عالي Tg (Tg 180 درجة مئوية، مقاوم للإشعاع)
4. الشاشة الحريرية: إيبوكسي (يقاوم تقلبات الفراغ ودرجة الحرارة)
5. التشطيب السطحي: ENIG (عمر افتراضي 18 شهرًا)
6. لماذا يعمل: يقلل PTFE من فقدان الإشارة في الفضاء، ويقاوم النحاس المدلفن أضرار الإشعاع، ويضمن ENIG قابلية اللحام بعد التخزين الطويل.
الأسئلة الشائعة حول مواد لوحة الدوائر المطبوعة
س: هل يمكنني خلط مواد ركيزة مختلفة في لوحة دوائر مطبوعة واحدة؟
ج: نعم - تجمع لوحات الدوائر المطبوعة “الهجينة” بين المواد لتلبية احتياجات معينة. على سبيل المثال، قد تستخدم لوحة الدوائر المطبوعة لجهاز توجيه 5G Rogers لقسم mmWave (Dk منخفض) و FR4 للباقي (توفير التكاليف). ما عليك سوى التأكد من أن المواد لها نفس CTE (معامل التمدد الحراري) لتجنب الاعوجاج أثناء إعادة التدفق.
س: ما الفرق بين النحاس 1 أونصة و 2 أونصة لآثار الإشارة؟
ج: يكفي النحاس 1 أونصة (35 ميكرومتر) لمعظم الإشارات (≤10 أمبير، ≤1 جيجاهرتز)، بينما يلزم 2 أونصة (70 ميكرومتر) للتيارات الأعلى (10–30 أمبير) أو المقاومة الأقل (وهذا أمر بالغ الأهمية للآثار الطويلة في لوحات الدوائر المطبوعة الصناعية). يشتت النحاس 2 أونصة الحرارة بشكل أفضل أيضًا، مما يقلل من درجات حرارة الآثار بمقدار 15 درجة مئوية عند 20 أمبير.
س: لماذا اللون الأخضر هو اللون القياسي لقناع اللحام؟
ج: يستخدم الحبر الأخضر صبغة (أخضر فثالوسيانين) بأسعار معقولة ومستقرة للأشعة فوق البنفسجية وتوفر تباينًا عاليًا مع النحاس - مما يسهل على المفتشين اكتشاف العيوب (مثل قناع اللحام المفقود والخدوش). الألوان الأخرى (الأسود والأبيض) جمالية أو وظيفية ولكنها تكلف أكثر.
س: هل يستحق ENEPIG التكلفة الإضافية على ENIG؟
ج: بالنسبة للتطبيقات عالية الموثوقية (الطبية، الفضاء)، نعم - يضيف ENEPIG طبقة بلاديوم تقضي على “الوسادة السوداء” (نقطة فشل رئيسية في ENIG) وتحسن قوة ربط الأسلاك بنسبة 30٪. بالنسبة للإلكترونيات الاستهلاكية، عادةً ما يكون ENIG كافيًا.
س: هل يمكن للوحات الدوائر المطبوعة المرنة استخدام ركيزة FR4؟
ج: لا - FR4 صلب وسيتشقق عند الانحناء. تتطلب لوحات الدوائر المطبوعة المرنة ركائز polyimide أو البوليستر، مقترنة برقائق نحاسية مدلفنة (مرنة بما يكفي لتحمل الانحناء).
الخلاصة
مواد لوحة الدوائر المطبوعة ليست قابلة للتبديل - يؤثر كل اختيار (الركيزة والنحاس وقناع اللحام والتشطيب) بشكل مباشر على الأداء والموثوقية والتكلفة. يعمل FR4 والنحاس 1 أونصة لـ 80٪ من تطبيقات المستهلك، ولكن 5G والمركبات الكهربائية والأجهزة الطبية تتطلب مواد متخصصة مثل Rogers والنحاس 2 أونصة+ و ENEPIG.
المفتاح إلى النجاح هو مواءمة المواد مع الاحتياجات الفريدة لتطبيقك:
أ. إعطاء الأولوية لركائز Dk المنخفضة للتصميمات عالية التردد.
ب. اختر نحاسًا أكثر سمكًا لمسارات التيار العالي.
ج. استخدم مواد ذات درجة حرارة عالية لبيئات السيارات/الصناعية.
د. استثمر في التشطيبات المميزة (ENEPIG) للوحات الدوائر المطبوعة طويلة العمر أو الحرجة من حيث السلامة.
باتباع هذا الدليل، ستتجنب 35٪ من أعطال لوحات الدوائر المطبوعة الناتجة عن عدم تطابق المواد - وستبني منتجات تلبي أهداف الأداء، وتظل ضمن الميزانية، وتصمد أمام اختبار الزمن. سواء كنت مهندسًا متمرسًا أو مؤسس شركة ناشئة، فإن إتقان مواد لوحة الدوائر المطبوعة هو الخطوة الأولى لإنشاء إلكترونيات تتفوق على المنافسة وتدوم لفترة أطول.
أرسل استفسارك مباشرة إلينا
