المشاهدات: 0 المؤلف: فنهار وقت النشر: 10-04-2026 المصدر: موقع
اسأل معظم مهندسي الأجهزة عما يحمل ملف لوحة الدائرة الكهربائية معًا، وسوف تشير إلى آثار النحاس أو وصلات اللحام. ولكن العمود الفقري الحقيقي ــ الذي يستقبل الحرارة، والضغط الميكانيكي، والإشارات عالية التردد في كل ثانية ــ هو الركيزة.
بدون ركيزة مستقرة، يصبح PCB الموجه بعناية مقامرة. رفع الآثار. الانجرافات مقاومة. تنفصل الطبقات بعد عدة دورات حرارية. ولا يظهر أي من ذلك في المخطط.
الركيزة هي القاعدة العازلة التي تحمل رقائق النحاس على أحد الجانبين أو كليهما. يوفر الصلابة الميكانيكية والعزل الكهربائي بين الطبقات الموصلة. في الألواح الصلبة، تكون دائمًا عبارة عن صفائح إيبوكسي مقواة بالزجاج - وهو ما تسميه الصناعة بشكل فضفاض فر-4.
لكن 'FR-4' ليست وصفة ثابتة. يستخدم المصنعون المختلفون نسجًا زجاجية مختلفة وأنظمة راتينج ودورات معالجة مختلفة. ولهذا السبب يمكن للوحتين تحملان علامة FR-4 أن تتصرفا بشكل مختلف تمامًا على خط إعادة التدفق أو داخل الغرفة الحرارية.
إذا نظرت فقط إلى وزن النحاس وسمك اللوحة، فإنك تفتقد ما يدفع الأداء فعليًا. انتبه لهذه بدلاً من ذلك:
درجة حرارة التحول الزجاجي (Tg) – النقطة التي تتحول فيها المادة من مادة صلبة إلى مطاطية. تشوه الألواح منخفضة Tg وتتفكك بشكل أسرع. يعد ارتفاع Tg (170 درجة مئوية أو أعلى) أمرًا قياسيًا للتجميع الخالي من الرصاص.
درجة حرارة التحلل الحراري (Td) – درجة الحرارة التي تبدأ فيها المادة بفقدان كتلتها. عندما يكون Td قريبًا جدًا من ذروة اللحام، فإنك تحصل على إطلاق الغازات وحفر الوسادة.
توسعة المحور Z - عندما تسخن اللوحة، فإنها تتوسع عموديًا. الشقوق التوسع المفرط مطلي من خلال الثقوب. وهذا فشل صامت يظهر غالبًا بعد أشهر من الإنتاج.
ثابت العزل الكهربائي (Dk) وعامل التبديد (Df) - لأي شيء أعلى من بضع مئات من ميغاهيرتز، يحددان فقدان الإشارة واتساق المعاوقة. تحتوي العديد من الشرائح القياسية على Dk يتغير مع درجة الحرارة والتردد.
الركيزة PCB عبارة عن نسيج زجاجي مشرب براتنج الإيبوكسي. تخلق الفجوة بين الحزم الزجاجية 'تأثير النسج' الذي يمكن أن يتسبب في انحراف الأزواج التفاضلية وعدم تساوي ثابت العزل الكهربائي عبر اللوحة.
تتطلب بعض التصميمات أنماطًا من الزجاج المنتشر أو النسيج المفتوح للتحكم في ذلك. تتجاهل معظم اللوحات العامة ذلك - حتى تبدأ الإشارات عالية السرعة في فشل مخططات العين.
محتوى الراتنج مهم أيضًا. القليل جدًا من الراتينج يترك فراغات بالقرب من الأسطح النحاسية، مما يقلل من قوة انهيار الجهد. يؤدي استخدام الكثير من الراتينج إلى زيادة التمدد الحراري وتنعيم اللوحة. يتتبع تصنيع الركيزة الجيد نسبة الراتنج إلى نافذة ضيقة - وليس 'في مكان ما بين 40 و50 بالمائة'.
تتغير المادة الأساسية مع عدد الطبقات:
يستخدم جانب واحد نواة قياسية مع النحاس على وجه واحد - بسيط ومنخفض التكلفة، ولا يزال يستخدم في مصادر الطاقة وأجهزة الاستشعار.
على الوجهين يحتوي النحاس على كلا الجانبين من نفس النواة. هذا هو التنسيق الأكثر شيوعًا للوحات الأغراض العامة.
تكدس الطبقات المتعددة النوى والتجهيزات المسبقة (صفائح معالجة جزئيًا تربط النوى معًا). في هذه الحالة، لم تعد الركيزة عبارة عن ورقة واحدة - إنها عبارة عن مزيج من النوى المعالجة ومواد الربط غير المعالجة التي تصبح صلبة أثناء التصفيح.
بالنسبة للبنيات متعددة الطبقات، يؤثر اتساق سمك كل نواة وقوة تقشير النحاس بشكل مباشر على الإنتاجية. يمكن للاختلافات الصغيرة التي تصل إلى 10 ميكرون في سمك القلب التخلص من المعاوقة الخاضعة للتحكم بعدة أوم.
يشتري العديد من مصنعي ثنائي الفينيل متعدد الكلور شرائح من التجار الكبار الذين يعيدون بيع أي دفعة أرخص في ذلك الأسبوع. قد لا يعرف المُصنع حتى نمط الزجاج أو نظام الراتنج الذي استلمه للتو - ولكنه يجتاز اختبارًا أساسيًا واردًا.
يعمل هذا مع الومضات البسيطة ومحولات الطاقة. إنه يفشل في أي شيء ذو متطلبات حرارية أو عالية السرعة.
الشركات المصنعة التي تنتج في الواقع ركائز خاصة بها – مثل فنهار ، على سبيل المثال – احتفظ بالتحكم الكامل من القماش الزجاجي إلى الصفائح النهائية. وهذا يعني أن كل دفعة تحتوي على معلمات علاج يمكن تتبعها، وسجلات نسج الزجاج، وبيانات الاختبار الفعلية، وليس مجرد ورقة بيانات عامة.
إذا كنت تريد تجنب المفاجآت، اسأل هذه الأسئلة الثلاثة قبل الطلب:
ما هو التوسع الدقيق للمحور Tg وTd وZ للركيزة التي ستستخدمها؟
هل تتحكم في نمط نسج الزجاج للأزواج التفاضلية في هذا التصميم؟
هل يمكنكم تقديم شهادات صفائحية على مستوى الدفعة، وليس فقط إقرارات المواد؟
المنتجات الاستهلاكية منخفضة التكلفة – يعمل FR-4 القياسي مع 130-140 درجة مئوية Tg بشكل جيد.
التحكم الصناعي والسيارات - ارتفاع Tg (170 درجة مئوية دقيقة) وتوسيع المحور Z المتحكم فيه.
الترددات اللاسلكية والرقمية عالية السرعة (أعلى من 1 جيجابت في الثانية) - مواد منخفضة الخسارة مع Dk/Df محدد بإحكام وزجاج منتشر.
النحاس السميك أو الدراجات الحرارية الثقيلة - ابحث عن درجة حرارة عالية (أكثر من 340 درجة مئوية) وقوة تقشير عالية.
لا توجد ركيزة واحدة تناسب كل لوحة. لكن فهم ما يحدث داخل تلك الصفيحة ذات اللون البيج أو الأخضر يعيدك إلى التحكم في أداء تصميمك الواقعي.
