فهم هيكل لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة المرنة: الطبقات والمكونات وكيف تمكن الإلكترونيات متعددة الاستخدامات

لقد أحدثت لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة ثورة في تصميم الإلكترونيات المدمجة والمتينة - من الهواتف الذكية القابلة للطي إلى وحدات استشعار السيارات - من خلال الجمع بين الثبات الهيكلي للوحات الدوائر المطبوعة الصلبة ومرونة الدوائر المرنة. على عكس لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة التقليدية (الشكل الثابت) أو لوحات الدوائر المطبوعة المرنة فقط (عدد الطبقات المحدود)، تدمج تصميمات الصلب والمرن كلا التنسيقين في هيكل واحد سلس. لكن تعدد استخداماتها يعتمد على بنية دقيقة متعددة الطبقات: كل مكون - من الركائز المرنة إلى الروابط اللاصقة - يلعب دورًا حاسمًا في تحقيق التوازن بين المرونة والقوة والأداء الكهربائي.

يوضح هذا الدليل هيكل لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة، مع تقسيم الغرض من كل طبقة، واختيار المواد، وكيفية عملها معًا. سنقارن هياكل الصلب والمرن بالبدائل الصلبة والمرنة فقط، ونستكشف اعتبارات التصميم الرئيسية، ونشرح كيف تؤثر الخيارات الهيكلية على التطبيقات الواقعية. سواء كنت تصمم أجهزة يمكن ارتداؤها أو أنظمة الفضاء أو السيارات، فإن فهم هيكل لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة سيساعدك على إنشاء منتجات أصغر وأخف وزنًا وأكثر موثوقية.

النقاط الرئيسية
1. الهيكل الهجين: تجمع لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة بين الأجزاء الصلبة (لتركيب المكونات) والأجزاء المرنة (للانحناء) في لوحة واحدة مدمجة، مما يلغي الحاجة إلى الموصلات بين لوحات الدوائر المطبوعة المنفصلة.
2. البنية متعددة الطبقات: تشمل المكونات الأساسية الركائز المرنة (البولي إيميد)، والركائز الصلبة (FR-4)، والمسارات النحاسية، والمواد اللاصقة، والتشطيبات الواقية - كل منها تم اختياره من أجل المتانة والأداء.
3. محركات المرونة: يتيح هيكل الجزء المرن (الركائز الرقيقة، والنحاس المطيل) أكثر من 10000 دورة انحناء دون تشقق المسار، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات الديناميكية.
4. محركات القوة: تستخدم الأجزاء الصلبة ركائز أكثر سمكًا وطبقات تقوية لدعم المكونات الثقيلة (مثل BGAs، والموصلات) ومقاومة الإجهاد الميكانيكي.
5. الميزة التكلفة: في حين أنها أكثر تعقيدًا في التصنيع، فإن هياكل الصلب والمرن تقلل من تكاليف التجميع بنسبة 30-50٪ (عدد أقل من الموصلات، وأسلاك أقل) وتحسن الموثوقية عن طريق إزالة نقاط الفشل.

الهيكل الأساسي للوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة
يتم تحديد هيكل لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة من خلال جزأين متميزين ولكنهما متكاملان: الأجزاء الصلبة (للاستقرار) والأجزاء المرنة (للمرونة). تشترك هذه الأجزاء في طبقات مشتركة (مثل المسارات النحاسية) ولكنها تختلف في مواد الركيزة والسمك لتخدم أدوارها الفريدة.
فيما يلي تفصيل للمكونات الأساسية، بدءًا من الطبقة الداخلية إلى التشطيب الواقي الخارجي.

1. الركائز الأساسية: أساس الصلابة والمرونة
الركائز هي الطبقات الأساسية غير الموصلة التي تدعم المسارات النحاسية. تستخدم الأجزاء الصلبة والمرنة ركائز مختلفة لتحقيق التوازن بين القوة والمرونة.

ركائز الجزء المرن
تعتمد الأجزاء المرنة على بوليمرات رقيقة ومتينة تتحمل الانحناء المتكرر:
• المادة الأساسية: البولي إيميد (PI): المعيار الصناعي للركائز المرنة، يوفر البولي إيميد:
• مقاومة درجة الحرارة: -269 درجة مئوية إلى 300 درجة مئوية (تتحمل اللحام الانعكاسي والبيئات القاسية).
• المرونة: يمكن أن تنحني إلى نصف قطر صغير يصل إلى 5 أضعاف سمكها (على سبيل المثال، تنحني طبقة PI بسمك 50 ميكرومتر إلى نصف قطر 250 ميكرومتر).
• المقاومة الكيميائية: خاملة للزيوت والمذيبات والرطوبة - مثالية للاستخدام في السيارات والصناعة.
• السُمك: عادةً ما يكون 25-125 ميكرومتر (1-5 مل)؛ تتيح الركائز الأرق (25-50 ميكرومتر) انحناءات أكثر إحكامًا، بينما توفر الركائز الأكثر سمكًا (100-125 ميكرومتر) مزيدًا من الثبات للأجزاء المرنة الأطول.
• البدائل: للتطبيقات ذات درجة الحرارة العالية جدًا (200 درجة مئوية +)، يتم استخدام البوليمر البلوري السائل (LCP) - على الرغم من أنه أكثر تكلفة من البولي إيميد.

ركائز الجزء الصلب
تستخدم الأجزاء الصلبة مواد صلبة ومعززة لدعم المكونات ومقاومة الإجهاد:
• المادة الأساسية: FR-4: رقائق إيبوكسي مقواة بالزجاج توفر:
• القوة الميكانيكية: تدعم المكونات الثقيلة (مثل BGAs بوزن 10 جرام) وتقاوم التشوه أثناء التجميع.
• فعالية التكلفة: الركيزة الصلبة الأكثر تكلفة، ومناسبة للتطبيقات الاستهلاكية والصناعية.
• العزل الكهربائي: المقاومة النوعية >10¹⁴ أوم·سم، مما يمنع حدوث دوائر قصيرة بين المسارات.
• السُمك: 0.8-3.2 مم (31-125 مل)؛ تدعم الركائز الأكثر سمكًا (1.6-3.2 مم) مكونات أكبر، بينما تُستخدم الركائز الأرق (0.8 مم) للتصميمات المدمجة (مثل الأجهزة القابلة للارتداء).
• البدائل: للتطبيقات عالية التردد (5G، الرادار)، يحل Rogers 4350 (رقائق منخفضة الفقد) محل FR-4 لتقليل فقدان الإشارة.

2. المسارات النحاسية: مسارات موصلة عبر الأجزاء
تحمل المسارات النحاسية الإشارات الكهربائية والطاقة بين المكونات، وتمتد عبر الأجزاء الصلبة والمرنة. يختلف هيكلها قليلاً لاستيعاب المرونة في الأجزاء المرنة.

النحاس في الجزء المرن
تتطلب الأجزاء المرنة نحاسًا مطيلًا يقاوم التشقق أثناء الانحناء:
• النوع: النحاس المدلفن (RA): يجعل التلدين (المعالجة الحرارية) نحاس RA مطيلًا، مما يتيح أكثر من 10000 دورة انحناء (انحناءات 180 درجة) دون فشل.
• السُمك: 12-35 ميكرومتر (0.5-1.4 أونصة)؛ ينحني النحاس الأرق (12-18 ميكرومتر) بسهولة أكبر، بينما يحمل النحاس الأكثر سمكًا (35 ميكرومتر) تيارات أعلى (تصل إلى 3 أمبير لمسار 0.2 مم).
• تصميم النمط: تستخدم المسارات في الأجزاء المرنة زوايا منحنية أو 45 درجة (وليس 90 درجة) لتوزيع الإجهاد - تعمل زوايا 90 درجة كنقاط إجهاد وتتشقق بعد الانحناء المتكرر.

النحاس في الجزء الصلب
تعطي الأجزاء الصلبة الأولوية لقدرة التيار وسهولة التصنيع:
• النوع: النحاس المترسب كهربائيًا (ED): النحاس ED أقل مطيلًا من النحاس RA ولكنه أرخص وأسهل في التشكيل للدوائر الكثيفة.
• السُمك: 18-70 ميكرومتر (0.7-2.8 أونصة)؛ يُستخدم النحاس الأكثر سمكًا (35-70 ميكرومتر) لمسارات الطاقة (مثل 5 أمبير + في وحدات التحكم الإلكترونية في السيارات).
• تصميم النمط: زوايا 90 درجة مقبولة، حيث أن الأجزاء الصلبة لا تنحني - مما يتيح توجيه مسار أكثر كثافة للمكونات مثل QFPs و BGAs.

3. المواد اللاصقة: ربط الأجزاء الصلبة والمرنة
تعتبر المواد اللاصقة ضرورية لدمج الأجزاء الصلبة والمرنة في لوحة واحدة. يجب أن تربط مواد مختلفة (البولي إيميد و FR-4) مع الحفاظ على المرونة في الأجزاء المرنة.

متطلبات المواد اللاصقة الرئيسية
• المرونة: يجب أن تتمدد المواد اللاصقة في الأجزاء المرنة (≥100٪ استطالة) دون تشقق - وإلا فسوف تتقشر أثناء الانحناء.
• مقاومة درجة الحرارة: تحمل اللحام الانعكاسي (240-260 درجة مئوية) ودرجات حرارة التشغيل (-40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية لمعظم التطبيقات).
• قوة الالتصاق: قوة الترابط ≥1.5 نيوتن/مم (لكل IPC-TM-650) لمنع التقشر بين الطبقات.

أنواع المواد اللاصقة الشائعة

ملاحظات التطبيق
• يتم تطبيق المواد اللاصقة كأغشية رقيقة (25-50 ميكرومتر) لتجنب إضافة حجم إلى الأجزاء المرنة.
• في تصميمات الصلب والمرن "الخالية من المواد اللاصقة" (المستخدمة في التطبيقات عالية التردد)، يتم ربط النحاس مباشرة بالبولي إيميد بدون مادة لاصقة - مما يقلل من فقدان الإشارة ولكنه يزيد التكلفة.

4. قناع اللحام: حماية المسارات وتمكين اللحام
قناع اللحام عبارة عن طلاء بوليمر واقي يتم تطبيقه على كل من الأجزاء الصلبة والمرنة من أجل:
• منع حدوث دوائر قصيرة بين المسارات المتجاورة.
• حماية النحاس من الأكسدة والتآكل.
• تحديد المناطق التي يلتصق بها اللحام (الوسادات) أثناء التجميع.

قناع اللحام في الجزء المرن
تتطلب الأجزاء المرنة قناع لحام ينحني دون تشقق:
• المادة: قناع لحام قائم على البولي إيميد: يتمدد ≥100٪ ويحافظ على الالتصاق أثناء الانحناء.
• السُمك: 25-38 ميكرومتر (1-1.5 مل)؛ ينحني القناع الأرق (25 ميكرومتر) بسهولة أكبر ولكنه يوفر حماية أقل.
• اللون: شفاف أو أخضر - يستخدم القناع الشفاف للأجهزة القابلة للارتداء حيث تهم الجماليات.

قناع اللحام في الجزء الصلب
تستخدم الأجزاء الصلبة قناع لحام قياسيًا من أجل التكلفة والمتانة:
• المادة: قناع لحام قائم على الإيبوكسي: صلب ولكنه متين، مع مقاومة كيميائية ممتازة.
• السُمك: 38-50 ميكرومتر (1.5-2 مل)؛ يوفر القناع الأكثر سمكًا حماية أفضل للتطبيقات الصناعية.
• اللون: أخضر (الأكثر شيوعًا)، أو أزرق، أو أسود - يفضل اللون الأخضر للتوافق مع AOI (الفحص البصري الآلي).

5. التشطيب السطحي: ضمان قابلية اللحام ومقاومة التآكل
يتم تطبيق التشطيبات السطحية على وسادات النحاس المكشوفة (في كلا الجزأين) لتحسين قابلية اللحام ومنع الأكسدة.
التشطيبات الشائعة للوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة

خيارات خاصة بالأجزاء
• غالبًا ما تستخدم الأجزاء المرنة ENIG: تصمد مرونة الذهب أمام الانحناء، ويمنع النيكل انتشار النحاس في وصلة اللحام.
• قد تستخدم الأجزاء الصلبة HASL لتوفير التكاليف - على الرغم من أن ENIG مفضل للمكونات ذات درجة الدقة العالية.

6. طبقات التعزيز (اختياري): إضافة قوة إلى المناطق الحرجة
طبقات التعزيز اختيارية ولكنها شائعة في لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة لإضافة قوة إلى المناطق ذات الإجهاد العالي:
الموقع: يتم تطبيقه على مناطق الانتقال المرنة الصلبة (حيث يكون إجهاد الانحناء هو الأعلى) أو تحت المكونات الثقيلة (مثل الموصلات) في الأجزاء الصلبة.
المواد:
• قماش كيفلر أو زجاجي: أقمشة رقيقة ومرنة مرتبطة بالأجزاء المرنة لمنع التمزق.
• شرائط FR-4 رقيقة: تضاف إلى الأجزاء الصلبة تحت الموصلات لمقاومة الإجهاد الميكانيكي أثناء التزاوج/الفصل.
السُمك: 25-100 ميكرومتر - سميك بما يكفي لإضافة قوة دون تقليل المرونة.

لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة مقابل الصلبة مقابل المرنة فقط: المقارنة الهيكلية
لفهم سبب تفوق لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة في تطبيقات معينة، قارن هياكلها بالبدائل التقليدية:

المزايا الهيكلية الرئيسية للصلب والمرن
1. لا توجد موصلات: يؤدي دمج الأجزاء الصلبة والمرنة إلى إزالة 2-10 موصلات لكل لوحة، مما يقلل من وقت التجميع ونقاط الفشل (الموصلات هي السبب الرئيسي لفشل لوحات الدوائر المطبوعة).
2. كفاءة المساحة: تتناسب لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة مع حجم أقل بنسبة 30-50٪ من أنظمة الصلب متعددة اللوحات - وهو أمر بالغ الأهمية للأجهزة القابلة للارتداء ووحدات استشعار السيارات.
3. توفير الوزن: أخف وزنًا بنسبة 20-40٪ من أنظمة الصلب متعددة اللوحات، وذلك بفضل عدد أقل من المكونات والأسلاك.

كيف يؤثر الهيكل الصلب والمرن على الأداء والموثوقية
يؤثر كل اختيار هيكلي - من سمك الركيزة إلى نوع النحاس - بشكل مباشر على أداء لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة في التطبيقات الواقعية. فيما يلي مقاييس الأداء الرئيسية ومحركاتها الهيكلية:
1. المرونة والمتانة
المحرك: سمك ركيزة الجزء المرن ونوع النحاس. تنحني ركيزة بولي إيميد بسمك 50 ميكرومتر مع نحاس RA بسمك 18 ميكرومتر إلى نصف قطر 250 ميكرومتر وتتحمل أكثر من 15000 دورة.
خطر الفشل: يؤدي استخدام النحاس ED في الأجزاء المرنة إلى تشقق المسار بعد 1000-2000 دورة - النحاس RA غير قابل للتفاوض للتطبيقات الديناميكية.

مثال على التطبيق: يستخدم مفصل الهاتف الذكي القابل للطي جزءًا مرنًا من البولي إيميد بسمك 50 ميكرومتر مع نحاس RA بسمك 18 ميكرومتر، مما يتيح أكثر من 200000 طية (العمر الافتراضي النموذجي لجهاز قابل للطي).

2. سلامة الإشارة
المحرك: اختيار مادة الركيزة والمادة اللاصقة. يتميز البولي إيميد بفقدان عازل منخفض (Df <0.002 عند 10 جيجاهرتز)، مما يجعله مثاليًا للإشارات عالية التردد.تخفيف المخاطر: تقلل التصميمات الخالية من المواد اللاصقة (لا توجد مادة لاصقة بين النحاس والبولي إيميد) من فقدان الإشارة بنسبة 30٪ مقابل التصميمات القائمة على المواد اللاصقة - وهو أمر بالغ الأهمية لشبكات 5G والرادار.
مثال على التطبيق: تستخدم لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة لمحطة قاعدة 5G أجزاء مرنة من البولي إيميد خالية من المواد اللاصقة للحفاظ على سلامة الإشارة لإشارات mmWave بتردد 28 جيجاهرتز.

3. الإدارة الحرارية

المحرك: سمك النحاس وتصميم الجزء الصلب. يشتت النحاس السميك (35-70 ميكرومتر) في الأجزاء الصلبة الحرارة من مكونات الطاقة (مثل منظمات الجهد).
التحسين: تنقل الثقوب الحرارية (قطر 0.3 مم) في الأجزاء الصلبة الحرارة من المكونات إلى مستويات النحاس الداخلية - مما يقلل من درجات حرارة الوصلة بمقدار 15-25 درجة مئوية.
مثال على التطبيق: تستخدم لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة لمحول EV في السيارات نحاسًا بسمك 70 ميكرومتر في الأجزاء الصلبة وثقوبًا حرارية للتعامل مع 100 واط من الحرارة من IGBTs.

4. القوة الميكانيكية

المحرك: سمك الجزء الصلب وطبقات التعزيز. يدعم الجزء الصلب FR-4 بسمك 1.6 مم موصلًا بوزن 20 جرامًا دون تشوه.
تصميم منطقة الانتقال: تقلل طبقات التعزيز (كيفلر) في انتقالات الصلب والمرن من الإجهاد بنسبة 40٪، مما يمنع التقشر.
مثال على التطبيق: تستخدم لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة لجهاز استشعار الفضاء أجزاء صلبة FR-4 بسمك 3.2 مم وتعزيز كيفلر لتحمل اهتزاز 50G (لكل MIL-STD-883).

اعتبارات التصميم الرئيسية لهيكل لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة

عند تصميم لوحة دوائر مطبوعة صلبة ومرنة، يجب أن تتماشى الخيارات الهيكلية مع احتياجات التطبيق. فيما يلي اعتبارات مهمة:
1. تحديد مناطق الانتقال المرنة الصلبة
الموقع: ضع الانتقالات على بعد 2-5 مم من المكونات - تتعرض المكونات القريبة من الانتقالات للإجهاد أثناء الانحناء.
نصف القطر: الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء للأجزاء المرنة هو 5 أضعاف سمك الركيزة (على سبيل المثال، ركيزة 50 ميكرومتر → نصف قطر 250 ميكرومتر). تتسبب الأقطار الأكثر إحكامًا في تشقق المسار.
التعزيز: أضف كيفلر أو FR-4 رقيقًا إلى الانتقالات في التطبيقات ذات الإجهاد العالي (مثل مستشعرات أبواب السيارات التي تنحني مع حركة الباب).
2. تحقيق التوازن بين عدد الطبقات والمرونة

حد الطبقة: عادةً ما تكون الأجزاء المرنة 2-4 طبقات - يؤدي إضافة المزيد من الطبقات إلى زيادة السُمك وتقليل المرونة.
توزيع الطبقة: ركز الطبقات في الأجزاء الصلبة (على سبيل المثال، 8 طبقات في الصلب، 2 طبقات في المرن) للحفاظ على المرونة.
مثال: يستخدم جهاز تتبع اللياقة البدنية القابل للارتداء لوحة دوائر مطبوعة صلبة ومرنة ذات 4 طبقات (2 طبقات في المرن، 2 في الصلب) لتحقيق التوازن بين الوظائف والقدرة على الانحناء.
3. تحديد المواد للبيئة

درجة الحرارة: استخدم البولي إيميد (حتى 300 درجة مئوية) للتطبيقات ذات درجة الحرارة العالية (السيارات تحت الغطاء، الفضاء)؛ LCP (حتى 200 درجة مئوية) للاحتياجات متوسطة المدى.
المواد الكيميائية: يقاوم البولي إيميد الزيوت والمذيبات - مثالي للاستخدام الصناعي أو البحري؛ تجنب تشطيب OSP في البيئات الرطبة (استخدم ENIG بدلاً من ذلك).
الرطوبة: استخدم مواد لاصقة قائمة على الإيبوكسي (مقاومة للرطوبة) في الإلكترونيات الاستهلاكية (مثل الساعات الذكية التي يتم ارتداؤها أثناء التمرين).
4. تحسين تصميم المسار النحاسي

الأجزاء المرنة: استخدم مسارات منحنية، وزوايا 45 درجة، وعرض مسار بحد أدنى 0.1 مم (4 مل) لتجنب تركيز الإجهاد.
الأجزاء الصلبة: استخدم زوايا 90 درجة وعروض مسارات أصغر (0.075 مم/3 مل) لتوجيه المكونات الكثيفة (مثل BGAs ذات درجة 0.4 مم).
سعة التيار: قم بتحديد حجم المسارات بناءً على التيار - يحمل المسار 0.2 مم (نحاس RA بسمك 18 ميكرومتر) 1.5 أمبير في الأجزاء المرنة؛ يحمل المسار 0.3 مم (نحاس ED بسمك 35 ميكرومتر) 3 أمبير في الأجزاء الصلبة.
التطبيقات الواقعية: كيف يمكّن الهيكل الابتكار

تم تصميم هيكل لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة لحل تحديات فريدة في الصناعات الرئيسية:
1. الإلكترونيات الاستهلاكية: الهواتف الذكية القابلة للطي
الهيكل: صلب ومرن بـ 6 طبقات (4 طبقات في الأجزاء الصلبة للمعالجات/BGAs، 2 طبقات في الأجزاء المرنة للمفصلات).
الميزات الرئيسية: أجزاء مرنة من البولي إيميد بسمك 50 ميكرومتر مع نحاس RA بسمك 18 ميكرومتر، تشطيب ENIG، ومادة لاصقة أكريليك للمرونة.
الفائدة: تمكن من أكثر من 200000 طية مع ملاءمة شاشة مقاس 7 بوصات في جهاز بحجم الجيب.
2. السيارات: وحدات استشعار ADAS

الهيكل: صلب ومرن بـ 8 طبقات (6 طبقات في الأجزاء الصلبة للمستشعرات/وحدات التحكم الإلكترونية، 2 طبقات في الأجزاء المرنة للأسلاك).
الميزات الرئيسية: أجزاء مرنة من البولي إيميد بسمك 100 ميكرومتر مع نحاس RA بسمك 35 ميكرومتر، مادة لاصقة إيبوكسي (مقاومة عالية للإجهاد)، وطبقات تعزيز عند الانتقالات.
الفائدة: تنحني حول إطارات السيارة لتحديد موضع المستشعرات (LiDAR، الرادار) مع تحمل درجات حرارة تتراوح من -40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية.
3. الأجهزة الطبية: أجهزة مراقبة الجلوكوز القابلة للارتداء

الهيكل: صلب ومرن بـ 4 طبقات (2 طبقات في الأجزاء الصلبة للمستشعر، 2 طبقات في الأجزاء المرنة لدمج السوار).
الميزات الرئيسية: أجزاء مرنة من البولي إيميد بسمك 25 ميكرومتر (رقيقة جدًا من أجل الراحة)، قناع لحام شفاف، وتشطيب ENIG (متوافق حيويًا).
الفائدة: تتوافق مع المعصم مع الحفاظ على قراءات مستشعر موثوقة لمدة 7-14 يومًا.
4. الفضاء: هوائيات الأقمار الصناعية

الهيكل: صلب ومرن بـ 12 طبقة (10 طبقات في الأجزاء الصلبة لمعالجة الإشارات، 2 طبقات في الأجزاء المرنة لنشر الهوائي).
الميزات الرئيسية: أجزاء مرنة LCP (مقاومة 200 درجة مئوية +)، نحاس RA بسمك 35 ميكرومتر، ومادة لاصقة بولي إيميد (مقاومة للإشعاع).
الفائدة: تطوى في حزمة إطلاق مدمجة (أصغر 10 مرات من البدائل الصلبة) وتنشر في الفضاء لتشكيل هوائي بطول 2 متر.
الأسئلة الشائعة

س: هل يمكن أن تحتوي لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة على أجزاء مرنة متعددة؟
ج: نعم - تتضمن العديد من التصميمات 2-4 أجزاء مرنة (على سبيل المثال، جهاز يمكن ارتداؤه بأجزاء مرنة للمعصم والإصبع). يمكن أن يحتوي كل جزء مرن على سمكه ونوع النحاس الخاص به بناءً على احتياجات الانحناء.
س: ما هو الحد الأقصى لعدد الطبقات للوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة؟

ج: تحتوي معظم لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة على 4-12 طبقة، مع ما يصل إلى 10 طبقات في الأجزاء الصلبة و 2-4 في الأجزاء المرنة. يمكن للتصميمات المتقدمة (الفضاء) أن تصل إلى 16 طبقة، لكن هذا يقلل من المرونة.
س: هل لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة متوافقة مع مكونات SMT؟

ج: نعم - تدعم الأجزاء الصلبة جميع مكونات SMT (BGAs، QFPs، السلبيات)، بينما تدعم الأجزاء المرنة مكونات SMT الصغيرة (مقاومات 0402، مكثفات 0603). يجب عدم وضع المكونات الثقيلة (>5 جرام) على الأجزاء المرنة.
س: كم تكلفة لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة مقارنة بلوحة الدوائر المطبوعة الصلبة؟

ج: تكلف لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة 2-3 أضعاف تكلفة لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة المكافئة، لكنها تقلل من تكاليف النظام بنسبة 30-50٪ (عدد أقل من الموصلات، وأسلاك أقل، وتكاليف تجميع أقل).
س: ما هو الوقت المتوقع النموذجي للوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة؟

ج: تستغرق النماذج الأولية 2-3 أسابيع (بسبب التصفيح والاختبار المتخصصين)، بينما يستغرق الإنتاج بكميات كبيرة (10 آلاف وحدة +) 4-6 أسابيع. أوقات التسليم أطول من لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة ولكنها أقصر من لوحات الدوائر المطبوعة المرنة المخصصة.
الخلاصة

هيكل لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة هو مثال رئيسي على التوازن: يجمع بين قوة الركائز الصلبة ومرونة البولي إيميد لإنشاء لوحات تناسب الأماكن التي لا يمكن للوحات الدوائر المطبوعة التقليدية أن تتناسب فيها. كل طبقة - من البولي إيميد الرقيق في الأجزاء المرنة إلى FR-4 السميك في الأجزاء الصلبة - تخدم غرضًا، ويؤثر كل اختيار للمواد على الأداء.
من خلال فهم كيفية قيادة سمك الركيزة، ونوع النحاس، واختيار المادة اللاصقة للمرونة والقوة والموثوقية، يمكنك تصميم لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة التي تلبي متطلبات حتى أكثر التطبيقات تحديًا. سواء كنت تقوم ببناء هاتف قابل للطي، أو مستشعر سيارات، أو هوائي أقمار صناعية، فإن الهيكل الصلب والمرن المناسب سيساعدك على إنشاء منتجات أصغر وأخف وزنًا وأكثر متانة من أي وقت مضى.

مع استمرار تقلص التكنولوجيا وزيادة الطلب على الإلكترونيات متعددة الاستخدامات، ستظل لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والمرنة في طليعة الابتكار - مما يثبت أنه في بعض الأحيان، تأتي أفضل الحلول من الجمع بين قوتين متعارضتين على ما يبدو.