▷ ما هو الكلور أو لوحة الدوائر المطبوعة. استخدام ، وكيف يتم ذلك

هل سبق لك أن سمعت مصطلح ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، أو لوحة الدوائر المتكاملة ؟ إذا كنت لا تعرف ما هو ، فسوف نشرح لك ذلك في هذه المقالة. وأنت تقرأ هذه المقالة ، فأنت محاط بمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ؛ لديك العديد على جهاز الكمبيوتر ، والشاشة ، والماوس ، وكذلك على هاتفك النقال. يتم بناء كل عنصر إلكتروني باستخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، أو على الأقل "أجهزته الداخلية".

فهرس المحتويات

كان استخدام مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور خطوة عملاقة في تطور الأجهزة الإلكترونية ، حيث وفر طريقة مبتكرة لتوصيل العناصر دون استخدام الكابلات الكهربائية. لن يكون عالم اليوم هو نفسه بدون اختراع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، لذلك دعونا نرى ما هي وكيف يتم صنعها

ما هو ثنائي الفينيل متعدد الكلور

PCB هو اختصار لوحة الدوائر المطبوعة ، لكننا نستخدم الاختصار باللغة الإنجليزية (لوحة الدوائر المطبوعة) حتى لا نخلط بينها على سبيل المثال مع فتحات PCI في جهاز الكمبيوتر لدينا.

حسنًا ، ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو في الأساس دعم مادي حيث يتم تثبيت المكونات الإلكترونية والكهربائية ومترابطة فيما بينها. يمكن أن تكون هذه المكونات ، الرقائق ، المكثفات ، الثنائيات ، المقاومات ، الموصلات ، إلخ. إذا ألقيت نظرة على جهاز كمبيوتر بداخله ، سترى أن هناك العديد من الألواح المسطحة مع الكثير من المكونات الملتصقة بها ، فهي لوحة أم وتتكون من PCB والمكونات التي ذكرناها

لتوصيل كل عنصر على ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، نستخدم سلسلة من المسارات الموصلة النحاسية الرفيعة للغاية التي تولد سكة ، موصل ، كما لو كان كبلًا. في أبسط الدوائر ، لدينا مسارات موصلة فقط على جانب واحد أو كلا الجانبين من PCB ، ولكن في المسارات الأكثر اكتمالاً لدينا مسارات كهربائية وحتى مكونات مكدسة في طبقات متعددة منها.

الدعم الرئيسي لهذه المسارات والمكونات هو مزيج من الألياف الزجاجية المقواة بمواد السيراميك والراتنجات والبلاستيك وغيرها من العناصر غير الموصلة. على الرغم من أن مكونات مثل السليلويد ومسارات الطلاء الموصلة تُستخدم حاليًا لتصنيع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المرنة.

تم بناء أول لوحة دوائر متكاملة في عام 1936 يدويًا بواسطة المهندس Paul Eisler ليتم استخدامها من قبل الراديو. من هناك ، تم أتمتة العمليات للتصنيع على نطاق واسع ، أولاً باستخدام أجهزة الراديو ، ثم مع جميع أنواع المكونات.

ماذا يوجد داخل ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟

تتكون الدوائر المطبوعة من سلسلة من الطبقات الموصلة ، على الأقل الأكثر تعقيدًا. يتم فصل كل من هذه الطبقات الموصلة بمادة عازلة تسمى الركيزة. يتم استخدام الثقوب المسماة vias لربط المسارات متعددة الطبقات ، والتي يمكن أن تمر بالكامل عبر PCB أو تذهب إلى عمق معين فقط.

يمكن أن تكون الركيزة من تركيبات مختلفة ، ولكن دائمًا من مواد غير موصلة بحيث يحمل كل مسار كهربائي الإشارة والجهد الخاص به. الأكثر استخدامًا حاليًا هو Pértinax ، وهو في الأساس عبارة عن ورق مغطى بالراتنج ، يسهل التعامل معه ومعالجته. ولكن في المعدات عالية الأداء ، يتم استخدام مركب يسمى FR-4 ، وهو مادة من الألياف الزجاجية المطلية بالراتنج المقاومة للحريق.

المكونات الإلكترونية ، من جانبها ، ستذهب دائمًا تقريبًا في المنطقة الخارجية من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، ويتم تثبيتها على كلا الجانبين ، من أجل الاستفادة الكاملة من تمديدها. قبل إنشاء المسارات الكهربائية ، يتم تشكيل الطبقات المختلفة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور فقط بواسطة الركيزة وبعض صفائح رقيقة جدًا من النحاس أو المواد الموصلة الأخرى ، وسوف يتم إنشاؤها من خلال آلة مشابهة للطابعة ومن خلال عملية عادلة طويلة ومعقدة.

عملية إنشاء ثنائي الفينيل متعدد الكلور

نحن نعلم بالفعل ما هي لوحات الدوائر المتكاملة ، ولكن سيكون من المثير للاهتمام معرفة كيفية صنعها. ما هو أكثر من ذلك ، يمكننا إنشاء دائرة متكاملة أساسية بأنفسنا عن طريق شراء واحدة من هذه اللوحات ، ولكن بالطبع ستكون العملية مختلفة تمامًا عما يتم استخدامه بالفعل.

تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام البرمجيات

يبدأ كل شيء بتصميم PCB ، وتتبع المسارات الكهربائية اللازمة لتوصيل المكونات ، بالإضافة إلى سرد عدد الطبقات التي ستكون ضرورية لتكون قادرة على توليد جميع الاتصالات التي ستكون ضرورية للمكونات.

يتم تنفيذ هذه العملية باستخدام برامج الكمبيوتر CAM مثل TinyCAD أو DesignSpark PCB ، المستخدمة على نطاق واسع في وظائف الهندسة. لم يتم تصميم المسارات الكهربائية فحسب ، بل تم إنشاء ملصقات مختلفة أيضًا لسرد المكونات المثبتة وتحديد كل موصل.

سيتم توثيق جميع الخطوات اللازمة في عملية التطوير حتى تعرف الشركة المصنعة بالضبط ما يجب القيام به عند شحن المشروع إليك.

الشاشة الحريرية والتخطيط الفوتوغرافي

بمجرد تصميمه ، نقوم الآن بتمرير المشروع مباشرة إلى الشركة المصنعة وسيكون المكان الذي يبدأ فيه الإنشاء الفعلي لـ PCB. تُسمى العملية التالية التتبع الفوتوغرافي ، حيث يتتبع الليزر الذي يشبه الطابعة (طابعة ضوئية) رسمًا بيانيًا باستخدام أقنعة توصيل العناصر الإلكترونية.

لهذا ، يتم استخدام ورقة رقيقة من المعدن موصل حوالي 7000 من البوصة. ستعمل هذه الأقنعة لاحقًا لتحديد مكان لصق المكونات الإلكترونية. في العمليات الأكثر تقدمًا ، تتم هذه العملية مباشرة على PCB باستخدام طابعة تنقش أقنعة الاتصال بهذا المعدن.

طباعة الطبقة الداخلية

والشيء التالي الذي يتم القيام به هو الطباعة على PCB من المسارات الكهربائية الداخلية المختلفة ، مع مركب خاص. يتضمن هذا "رسم" صورة سلبية للمسارات الكهربائية على الورقة لإنشاء نمط موصل مع مادة حساسة للضوء أو مادة جافة. حسنًا ، يتعرض هذا الفيلم الذي تم إنشاؤه لضوء الليزر أو الأشعة فوق البنفسجية لإزالة المادة الزائدة وبالتالي خلق سلبية للدائرة النهائية.

يتم تنفيذ هذه العملية إذا كان PCB يحتوي على طبقات داخلية مع مسارات موصلة. علاوة على ذلك ، سيتم تكرار هذه العملية على الطبقات الخارجية من ثنائي الفينيل متعدد الكلور لإنشاء المسارات النحاسية النهائية ووفقًا لتصميم الدائرة.

التفتيش والتحقق (AOI)

بمجرد عمل طبقات مختلفة من المسارات الموصلة ، ستقوم الماكينة بفحص أنها كلها صحيحة وتعمل بشكل جيد. يتم ذلك تلقائيًا من خلال مقارنة التصميم الأصلي مع الطباعة المادية ، للبحث عن السراويل القصيرة أو المقطوعة المكسورة.

الصدأ والتصفيح

تخضع كل ورقة مطبوعة بمسارات موصلة لمعالجة أكسيد لتحسين قدرات ومتانة المسارات النحاسية لكل طبقة.

بفضل هذه العملية ، سيتم تجنب إزالة الطبقات والمسارات الموصلة المختلفة على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الحساسة بشكل خاص أو مع عدد كبير من المكونات مثل تلك الخاصة بأجهزة الكمبيوتر.

والشيء التالي الذي يجب القيام به هو بناء PCB النهائي ، لذلك سيتم ربط كل من طبقات الدائرة عن طريق صفائح الألياف الزجاجية مع راتنجات الايبوكسي ، Pértinax أو أي طريقة أخرى مستخدمة. سيتم لصق كل هذا بشكل مثالي عن طريق مكبس هيدروليكي ، وهكذا نحصل على لوحة الدوائر المتكاملة.

ثقوب الحفر

في جميع المناسبات ، سنحتاج إلى عمل سلسلة من الثقوب إلى PCBs عن طريق الحفر حتى نتمكن من الانضمام إلى طبقات ومسارات النحاس المختلفة. سنحتاج أيضًا إلى ثقوب كاملة حتى نتمكن من الاحتفاظ بالعناصر الإلكترونية أو الموصلات المختلفة أو فتحات التوسعة.

يجب أن تكون عملية الحفر دقيقة للغاية ، للحفاظ على سلامة ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، لذلك يتم استخدام رؤوس كربيد التنغستن للمواد الأكثر صلابة.

ثقوب معدنية

من أجل إنشاء هذه الثقوب للتواصل مع المسارات الداخلية المختلفة ، ستكون عملية الطلاء بطبقة نحاسية رقيقة ضرورية لتوفير الموصلية اللازمة. ستكون هذه القشرة ما بين 40 و 60 مليون من البوصة.

PCB جاهز الآن لتتبع المسارات النحاسية على الوجوه الخارجية له.

فيلم المسار في الهواء الطلق والطلاء الكهربائي

الآن سنقوم بإنشاء المسارات الموصلة الخارجية ، ولهذا سنتبع نفس الإجراء المتبع لإنشاء المسارات الداخلية. أولاً نقوم بإنشاء الغشاء الجاف كسلبي للدائرة النهائية. بعد ذلك ، باستخدام الليزر ، يتم إنشاء المساحات التي سيترسب فيها النحاس لإنشاء المسارات الموصلة.

ثم سيخضع ثنائي الفينيل متعدد الكلور لعملية طلاء كهربائي ، والتي تتكون من لصق النحاس في المناطق الخالية من الرقائق الجافة وبالتالي تشكيل المسارات الكهربائية لثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتم وضع ثنائي الفينيل متعدد الكلور في حمام نحاسي وسيتم ربطه كهربائياً بالأنماط الموصلة لإنشاء مسارات صغيرة بحجم 0.001 بوصة.

ثم تضاف طبقة أخرى من الصفيح فوق النحاس لحماية هذا الهجوم الكيميائي عندما نذهب إلى عملية SES أو " strip-etch-strip"

تجريد قطاع حفر

هذه هي الخطوة قبل الأخيرة ، سيتم إزالة النحاس الزائد من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، سيكون الفائض هو الذي لم نغمسه في القصدير. بهذه الطريقة ، سيبقى فقط النحاس المحمي بالقصدير.

بعد ذلك ، يجب علينا أيضًا إزالة القصدير من خلال المعالجة الكيميائية لترك أخيرا مسارات النحاس التي ستكون في النهاية هي التي ستوصل المكونات وتنقل الكهرباء.

الآن ستتحقق عملية AOI أخرى من أن كل شيء صحيح لتسجيل القناع والأسطورة أخيرًا.

قناع اللحيم والأسطورة

أخيرًا ، سيتم تطبيق قناع لحام على لوحة الدوائر الإلكترونية بحيث يمكن بعد ذلك لحام المكونات إلى المسارات بشكل صحيح وفي المكان الذي يجب أن تذهب إليه بالضبط.

ثم يتم أيضًا طباعة الأسطورة المركبة ، المعلومات التي أراد المصمم تقديمها على PCB ، مثل اسم الموصلات ، رمز العنصر ، إلخ. بالإضافة إلى ذلك ، سيتم أيضًا تصميم التصميم النهائي للوحة PCB باستخدام الألوان التي تريد الشركة المصنعة إعطائها ، كما نرى في اللوحات الأم للألعاب ، إلخ.

لحام المكونات والاختبارات النهائية

PCB جاهز وستتم إضافة المكونات فقط عن طريق أذرع الروبوت عالية الدقة ، والفتحات المقابلة. بهذه الطريقة تكون اللوحة جاهزة للاختبار الكهربائي والتحقق من أنها تعمل بشكل صحيح.

سنضيف أيضًا أقنعة التوصيل لحام هذه العناصر بشكل صحيح.

الخلاصة والكلمات النهائية

حسنًا ، هذا كل شيء عن ما هو ثنائي الفينيل متعدد الكلور وكيف يتم تصنيعه. كما ترى أن العملية معقدة للغاية وتتطلب العديد من الخطوات ، يجب أن نضع في اعتبارنا أن الدقة يجب أن تكون قصوى بحيث تعمل لاحقًا كما هو متوقع.

أصبحت مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أكثر تعقيدًا ، مع مسارات أرق وأكثر كثافة ، لتكون قادرة على استيعاب عدد كبير من المكونات في مساحة صغيرة جدًا.

نوصي أيضًا بزيارة دليلنا لأفضل اللوحات الأم في السوق

وستجد أيضًا هذه الدروس التعليمية مثيرة للاهتمام:

إذا كان لديك أي أسئلة أو تريد إجراء تصحيح ، فاكتب إلينا في التعليقات. نأمل أن تكون المعلومات مثيرة للاهتمام.