عندما تحتاج إلى اختيار لوحة دوائر كهربائية، فلديك العديد من الخيارات. من اللوحات الصلبة الأساسية إلى اللوحات المرنة المتطورة، ومن اللوحات ذات الطبقة الواحدة البسيطة إلى اللوحات المعقدة متعددة الطبقات. هل أنت على دراية بكيفية اختيار أفضل لوحة دوائر كهربائية؟ بغض النظر عن نوع لوحة الدوائر الكهربائية التي تختارها، فهي تتكون من أعداد مختلفة من طبقات لوحة الدوائر الكهربائية، ولكل طبقة من طبقات لوحة الدوائر الكهربائية وظيفتها المحددة. ستجد دليلاً شاملاً لطبقات لوحة الدوائر الكهربائية في هذه المدونة. دعنا نستكشف معًا دور كل طبقة من طبقات لوحة الدوائر الكهربائية.
ما هي طبقات PCB؟
تشير طبقات لوحة الدوائر المطبوعة إلى الطبقات الموصلة والطبقات العازلة التي تشكل لوحة الدوائر المطبوعة. تتضمن هذه الطبقات عادةً طبقة نحاسية موصلة وطبقة ركيزة معزولة وطبقة قناع لحام واقية وطبقة طباعة حريرية، من بين طبقات أخرى. تسمح لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات بتكوين دوائر أكثر تعقيدًا ببساطة عن طريق وضع طبقات لوحة الدوائر هذه معًا. يسمح زيادة عدد الطبقات للوحة الدوائر المطبوعة بتوفير توصيلات كهربائية أكثر تعقيدًا ووظائف أعلى. يمكنها استيعاب المزيد من المكونات في حجم أصغر، وبالتالي تحسين كثافة وأداء لوحة الدوائر بالكامل.
انواع من طبقة ثنائي الفينيل متعدد الكلورs
في هذا القسم، سنشرح كل طبقة من طبقات لوحة الدوائر المطبوعة بالتفصيل. ويمكنك الحصول على فهم شامل لوظيفتها.
طبقة الركيزة
تخدم الركيزة الأساسية بشكل أساسي وظيفتين: العزل الكهربائي والدعم الميكانيكي. وعادة ما تتكون من مادة غير موصلة، وهي قاعدة يمكن بناء الطبقات الموصلة والمكونات الأخرى عليها. المواد المستخدمة بشكل شائع للركائز هي: FR-4، بوليميد، صفائح إيبوكسي مقواة بالزجاج، قلب ميدالية، قلب سيراميك، إلخ. يستخدم FR-4 على نطاق واسع في لوحات الدوائر المختلفة نظرًا لخصائصه الميكانيكية الفائقة، وخصائصه الكهربائية، واستقراره الحراري، إلخ. غالبًا ما يستخدم البولي إيميد في لوحات الدوائر التي تتطلب الانحناء ومقاومة درجات الحرارة العالية بسبب مرونته واستقراره الحراري الممتاز.
طبقة النحاس
الطبقة الموصلة هي عادة طبقة نحاسية رقيقة مغلفة على الركيزة لتوفير قناة لتدفق الإشارات الكهربائية. يتم نقشها لإزالة الأجزاء غير المرغوب فيها، وأخيرًا تشكيل نمط الدائرة المطلوب. عادة ما نشير إلى عدد طبقات النحاس عند مناقشة عدد الطبقات في لوحة الدوائر المطبوعة. تحتوي لوحات الدوائر المطبوعة أحادية الجانب فقط على طبقة نحاسية موصلة بينما تحتوي لوحات الدوائر المطبوعة ذات الجانبين على طبقتين نحاسيتين. يعتمد سمك طبقة النحاس على احتياجات الطاقة والأداء. توفر طبقات النحاس الأكثر سمكًا قدرة أفضل على حمل التيار ومقاومة أقل وتبديدًا أفضل للحرارة، ولكنها تزيد أيضًا من صعوبة تصميم وتصنيع تتبع النغمة الدقيقة.
طبقة قناع اللحام
قناع اللحام، الذي يكون غالبًا باللون الأخضر، عبارة عن طبقة بوليمر واقية من PCB تغطي سطح النحاس. الغرض الأساسي من هذا الطلاء هو حماية آثار النحاس من الأكسدة والتآكل. لتجنب حدوث ماس كهربائي بين الآثار، فإنه يوفر أيضًا عزلًا كهربائيًا. أثناء عملية تجميع PCB، يساعد هذا الطلاء في تحديد أماكن وصلات اللحام بدقة ويقلل من خطر جسور اللحام، مما يضمن إمكانية تركيب المكونات بشكل صحيح. يمكن لطبقة PCB هذه تحسين القدرة على التكيف البيئي للوحة الدائرة، ومقاومة تآكل الرطوبة والملوثات، وبالتالي إطالة عمر خدمة PCB.
طبقة بالشاشة الحريرية
طبقة الطباعة الحريرية هي طبقة تعريف النص على لوحة الدوائر المطبوعة. وعادة ما يتم طباعتها على سطح لوحة الدوائر المطبوعة باللون الأبيض، والذي يتناقض مع طبقة قناع اللحام الأخضر. الوظيفة الرئيسية لطبقة لوحة الدوائر المطبوعة هذه هي مساعدة المهندسين والفنيين على تحديد موقع ووظيفة وتعريف دبوس كل مكون على اللوحة بسرعة من خلال وضع علامات على كلمات وأرقام ورموز مختلفة، مما يسهل تجميع لوحة الدوائر المطبوعة واختبارها وصيانتها لاحقًا.
تحضير
البري بريج هو مادة عازلة شبه معالجة مصنوعة من قماش الألياف الزجاجية المشبع براتنج الإيبوكسي. في عملية تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة، يتم استخدام البري بريج بشكل أساسي لربط الطبقات (مثل رقائق النحاس والركيزة الأساسية) معًا وتوفير العزل الكهربائي اللازم بينهما. بعد المعالجة بالحرارة والضغط، يتم معالجة البري بريج بالكامل.
أنواع مختلفة من لوحات الدوائر المطبوعة بناءً على عدد الطبقات
مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادية الطبقة
هذا التصميم به آثار على جانب واحد فقط، والجانب الآخر يستخدم لتثبيت المكونات الإلكترونية. عند التوصيل، من الضروري تجنب تقاطع الأسلاك. إذا لزم الأمر، يمكن حل هذه المشكلة باستخدام وصلات أو مقاومات 0 أومإن خصائصها البنيوية البسيطة تجعلها مناسبة بشكل خاص للمنتجات الإلكترونية البسيطة وكبيرة الحجم.
وفيما يلي المزايا البارزة:
- تصميم وإنتاج أسهل
- بديل رخيص
- ينطبق على المنتجات ذات التعقيد المنخفض
لوحات الدوائر المطبوعة ذات الطبقة المزدوجة
لا تزال لوحات الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة تعاني من بعض القيود، ويمكنك اختيار لوحات الدوائر المطبوعة ثنائية الطبقة في هذا الوقت. لوحات الدوائر المطبوعة ثنائية الطبقة مغطاة بطبقات نحاسية موصلة على جانبي الركيزة. يسمح هذا الهيكل بتركيب المكونات الإلكترونية على كلا الجانبين، مما يمكن أن يحقق كثافة دائرة أعلى وتصميمات أكثر تعقيدًا. تتمتع لوحات الدوائر المطبوعة ثنائية الطبقة بتوازن جيد بين التكلفة والأداء وهي مناسبة لمتطلبات المنتجات الأكثر تعقيدًا ومرونة وأصغر حجمًا.
وفيما يلي المزايا البارزة:
- كثافة دارة عالية
- حجم اللوحة صغير ووزن خفيف
- تحسين سلامة الإشارة وحجب التداخل الكهرومغناطيسي
مجمع متعددlثنائي الفينيل متعدد الكلور
تتكون لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات من أكثر من طبقتين من النحاس. يتم فصل طبقات النحاس باستخدام مواد عازلة وضغطها معًا من خلال عملية الضغط الساخن. سيتمكن تصميم الهيكل متعدد الطبقات من توفير تخطيطات لوحات الدوائر المطبوعة أكثر تعقيدًا ضمن مساحة صغيرة. على الرغم من أن عملية تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة المتقدمة هذه أكثر تعقيدًا، إلا أنها تحولت إلى جزء لا غنى عنه في المنتجات الإلكترونية الراقية اليوم.
لوحات الدوائر المطبوعة ذات الأربع طبقات
تحتوي لوحة الدوائر المطبوعة ذات الأربع طبقات على أربع طبقات موصلة. غالبًا ما تُستخدم طبقتا النحاس الداخليتان كطبقات طاقة وأرضية، وتُستخدم الطبقتان العلوية والسفلية لتركيب المكونات وتوجيه الإشارة. يقدم البناء متعدد الطبقات طريقة للاتصال كهربائيًا بين الطبقات باستخدام فتحات تعمل على تحسين سلامة الإشارة وتبديد الحرارة. في الواقع، بالنسبة لمتطلبات التصميم الخاصة، يمكن أن يتغير تكديس لوحات الدوائر المطبوعة ذات الأربع طبقات بشكل مرن.
لوحات الدوائر المطبوعة ذات الستة طبقات
إن لوحة الدوائر المطبوعة المكونة من 6 طبقات ستضيف طبقتين إضافيتين للإشارة مقارنة بلوحة الدوائر المطبوعة المكونة من 4 طبقات. وفي مجموعة لوحات الدوائر المطبوعة، توجد أربع طبقات توجيه مع طبقتين داخليتين مخصصتين لمستوى الأرض والأخرى لمستوى الطاقة. وسوف تعمل هذه البنية على إدارة التداخل الكهرومغناطيسي بشكل كبير ببساطة عن طريق تخصيص الإشارات عالية السرعة ومنخفضة السرعة بشكل جيد بين طبقات مختلفة من لوحة الدوائر المطبوعة. ويمكن أن يؤدي هذا إلى تحسين كفاءة التوجيه وتقليل التداخل بين الإشارات في تصميمات الدوائر المعقدة.
وفيما يلي المزايا البارزة:
- حماية أفضل من التداخل الكهرومغناطيسي وتقليل مشاكل التداخل
- كثافة دائرة أعلى وتصميم أكثر إحكاما
- إدارة حرارية محسنة
- انخفاض ضوضاء مصدر الطاقة
لماذا تم تصميم لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات بحيث تحتوي على طبقات متساوية؟
قد تكون لديك فكرة أفضل عن لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات بعد قراءة المقدمة أعلاه. هل لاحظت أن لوحات الدوائر المطبوعة التي نقدمها كلها لوحات دوائر مطبوعة ذات طبقات زوجية؟ سنقدم هنا ثلاثة أسباب تجعل معظم مصنعي لوحات الدوائر المطبوعة يختارون تصميم وإنتاج لوحات دوائر مطبوعة متعددة الطبقات ذات طبقة ثنائية الطبقات.
تصميم فعال من حيث التكلفة
إن لوحات الدوائر المطبوعة ذات الطبقات الفردية أقل عدداً من حيث عدد طبقات النحاس والعزل، ولكن التكلفة الإجمالية لتصنيعها أعلى بكثير من لوحات الدوائر المطبوعة ذات الطبقات الزوجية. تتطلب لوحات الدوائر المطبوعة ذات الطبقات الفردية تقنيات ربط قلب الترقق غير التقليدية. تتطلب الطبقة الخارجية معالجة إضافية قد تؤدي إلى خدوش وأخطاء الحفر، بينما تتلقى الطبقة الداخلية نفس المعالجة. بالنسبة لمعظم المصنعين، فإن الطبقات الفردية هي عملية تصنيع خاصة. وبسبب عملية الإنتاج المحددة لهذه اللوحة، فإنها تتطلب مهندسين محترفين في عملية المعالجة، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف العمالة وانخفاض الإنتاجية وزيادة عدد تكاليف التجربة والخطأ.
هيكل متوازن لمقاومة الانحناء
عند تبريد لوحات الدوائر المتعددة الطبقات بعد تصفيحها، سوف تنحني لوحة الدوائر المطبوعة بسبب توترات الطبقات المختلفة. في لوحات الدوائر المطبوعة ذات الأرقام الفردية، توجد لوحتان مركبتان من الدوائر المطبوعة بهياكل مختلفة مما يزيد من احتمالية الانحناء. يمكن تجنب المخاطر من خلال تكديس متوازن للوحة الدوائر المطبوعة. في بعض الحالات، يكون ذلك ضمن المواصفات المقبولة من حيث درجة الانحناء، على الرغم من أنه من المؤكد أنه سيتسبب في عدم الكفاءة أثناء المعالجة اللاحقة، وبالتالي زيادة التكلفة الإجمالية.
يمكننا أيضًا أن نفهم أن التحكم في تشوه لوحات الدوائر المطبوعة ذات الأربع طبقات أسهل من التحكم في تشوه لوحات الدوائر المطبوعة ذات الثلاث طبقات، ويمكن التحكم في تشوهها بنسبة تقل عن 4% (معيار IPC 3). في العمليات الفعلية، يميل المصممون أيضًا إلى تصميم لوحات الدوائر المطبوعة ذات الأرقام الفردية على أنها لوحات دوائر مطبوعة ذات أرقام زوجية.
طبقات متساوية لمقاومة أفضل للتداخل
تتكون الألواح متعددة الطبقات من رقائق نحاسية وركيزة متناوبة. يمكن الحفاظ على المسافة بين كل طبقة من رقائق النحاس والركيزة موحدة ومستقرة نسبيًا. يمكن أن يقلل ذلك من تأخير نقل الإشارة والتداخل. سيؤدي تصميم الطبقة ذات الأرقام الفردية إلى زيادة المسافة بين بعض الطبقات، مما يؤثر على نقل الإشارة. لهذا السبب يتم استخدام تصميم الطبقة ذات الأرقام الزوجية بشكل شائع.
كيفية تحديد عدد طبقة ثنائي الفينيل متعدد الكلورs?
عند معرفة رقم طبقة PCB، ضع في اعتبارك العوامل الأربعة الرئيسية التالية.
- اعتبارات الميزانية: أولاً، ضع في اعتبارك ميزانية المشروع. إن تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة ذات جانب واحد أو جانبين أقل تكلفة. أما لوحات الدوائر المطبوعة ذات الطبقات المتعددة، فستكون تكلفتها أعلى قليلاً.
- متطلبات الأداء: هل تستخدم لوحة الدوائر المطبوعة الخاصة بك في منتج معقد أو بسيط؟ إذا كانت مجرد وظيفة بسيطة، فيمكن استخدام لوحة الدوائر المطبوعة ذات الطبقة الواحدة أو الطبقتين دون أي مشكلة. في حالة متطلبات الأداء الأعلى، تصبح لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات بديلاً مثاليًا. يمكن تحديد عدد طبقات لوحة الدوائر المطبوعة في النهاية اعتمادًا على تعقيد المشروع.
- الفضاء محدودة: قم بتقدير المساحة المتوفرة للوحة الدوائر المطبوعة. إذا كانت صغيرة، فأنت تريد لوحة دوائر مطبوعة ذات عدد طبقات أعلى يمكنها أن تلائم المكونات ومتطلبات التوجيه.
- مهلة التسليم المقبولة: إذا طلبت عددًا كبيرًا من لوحات الدوائر المطبوعة، فهل سيلبي وقت التسليم توقعاتك؟ بالمقارنة مع لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات، فإن لوحات الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة ومزدوجة الطبقة لها هياكل أبسط وتحتاج إلى أوقات أقصر بكثير في التصنيع. تتطلب لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات أوقات إنتاج أطول بسبب هياكلها المعقدة.
الوجبات السريعة
بفضل فهمك العميق للغرض المحدد لكل طبقة من طبقات PCB، يمكنك بسهولة إتقان هياكل PCB المعقدة. يمكن أن يساعدك هذا في اختيار PCB المثالي وفقًا لاحتياجات مشروعك وتحقيق أفضل توازن بين أداء المنتج والتكلفة. يرجى التواصل مع فريق الخبراء في UnityPCB إذا كان لديك أي أسئلة بخصوص طبقة PCB.
تتمتع شركة UnityPCB بخبرة تقارب 20 عامًا في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة، ويمكننا تزويدك بلوحات دوائر مطبوعة متعددة الطبقات تصل إلى 18 طبقة. نحن ملتزمون بتقديم خدمات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة عالية الجودة، وسيتم اختبار كل لوحة دوائر مطبوعة بدقة لضمان الجودة من الدرجة الأولى.
