Do's و don'ts في تصميم الدوائر المرنة (الفصل الأول)

الفعالية: 20    الافراج عن الوقت: 2019-03-07 16:22:33

تعد الدائرة المطبوعة غير المتوافقة جهازًا ميكانيكيًا بقدر ما هي عبارة عن جهاز كهربائي. يجب وضع الموصلات بحيث تعمل الدارة بشكل صحيح وموثوق. بخلاف لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة (PCB) ، تنحني الدوائر المرنة ، والثني ، وغير ذلك لتناسب التجميع النهائي. يمكن لعمليات الانحناء والفرز هذه أن توتر بشدة الموصلات الداخلية الموجهة بشكل غير صحيح.


معيار الصناعة IPC-T-50 من IPC Association Connecting Electronics Industries يحدد دارة مرنة على النحو التالي: "ترتيب منقوش للأسلاك المطبوعة باستخدام مادة أساسية مرنة مع طبقات غلاف مرنة أو بدونها." تتشكل دارة مرنة نموذجية عن طريق تكديس أربعة أنواع مختلفة من الطبقات الأولية: الطبقة الأساسية أو الطبقة المعدنية أو طبقة الموصل. وهي طبقة لاصقة تربط بين الطبقات الأخرى معًا ، والطبقات الخارجية (الغلاف). تكدس لوحات متعددة الطبقات هذه الطبقات الأساسية الأربعة حسب الحاجة لإكمال تصميم الدوائر.


الطبقة الأساسية وطبقات الغلاف هي بوليمر مرن

الفيلم الذي يخلق أساس الدوائر المرنة ويوفر معظم الخصائص الفيزيائية والكهربائية للدائرة. يمكن استخدام عدد من المواد كأفلام أساسية ، ولكن معظم الدوائر المرنة تستخدم اليوم أفلام البوليميد بسبب خواصها الكهربائية والميكانيكية والكيميائية والحرارية الممتازة.


عادةً ما ينخفض ​​سمك المواد الأساسية الطبيعي بين 12 و 125 ميكرومتر (0.5 إلى 5   mils) ، لكن القواعد الأكثر سمكا وأكثر سمكا ممكنة. يجب أن يكون واضحًا أنه كلما أصبحت المادة الأساسية أرقًا ، تصبح الدائرة أكثر مرونة.


توفر طبقة القصدير المعدنية التوصيل الكهربائي للدائرة. في حين يمكن استخدام معادن مختلفة ، إلا أن المعدن الأكثر شيوعًا في الدوائر المرنة هو النحاس. يجعل قابليتها العالية للإمكانية ، بالإضافة إلى الموصلية الجيدة ، مادة مثالية للتطبيقات المرنة.


تعتبر الرقائق المدرفلة والمعدنية (RA) هي الاختيار الأكثر شيوعًا ، على الرغم من أن رقائق الرقاقات قد تستخدم نحاسًا مائيًا (ED).


يقوم فيلم اللاصقة الرابطة ، كما يوحي اسمه ، بإلصاق طبقة الرقاقة المعدنية إلى المادة الأساسية ، طبقات القاعدة الرابطة لبعضها البعض ، كما تلتصق بأغطية الدائرة. كما هو الحال مع الأفلام الأساسية ، تتوفر الأغشية اللاصقة بسماكات مختلفة ، والتي عادة ما يحددها التطبيق. على سبيل المثال ، يتم استخدام سماكة مختلفة من المواد اللاصقة في إنشاء طبقات التغطية لتلبية احتياجات التعبئة التي تتطلبها رقائق النحاس المختلفة السماكة. يتم تصنيع أغشية اللصق الأكثر شيوعًا المستخدمة اليوم من قاعدة أكريلكية أو إيبوكسي معدلة.


عندما تنحني الدوائر أو تنثني ، يجب أن تمتد المواد باتجاه الجزء الخارجي من المنعطف لتغطي نصف القطر الموسع ، مما يؤدي إلى وضع هذه المادة في حالة توتر. ومع ذلك ، فإن المواد الموجودة داخل المنحنى ترى قوة الانضغاط مع تقلص محيط الانحناء الداخلي.


في مرحلة ما في منتصف رصة المواد هي منطقة ترى القليل من دون أي توتر أو ضغط. تسمى هذه المنطقة محور محايد بيند. في الدائرة المرنة ، يتم تعريفها بشكل فضفاض على أنها منطقة مستوية وهمية بدون سمك لا يمر بالتوتر أو الانضغاط أثناء الانحناء أو الثني. عندما تتحرك الطبقات المختلفة في الدائرة المرنة بعيدًا عن المحور المحايد المنحني ، تصبح قوى التوتر والضغط أكثر قسوة وإتلافًا.


قد لا يكون محور محايد بيند في منتصف مكدس المادة بالضبط. يمكن أن يؤدي تكوين المادة وسُمكها ومقدار المساحة التي تغطيها المادة (على سبيل المثال ، مستوى الأرض النحاسي في طبقة واحدة مقابل آثار النحاس العادية في آخر) إلى تحويل محور الانحناء المحايد من منتصف الرصة。


ال  

يجب على المصمم إنشاء حزمة رسم للعديد من تصاميم الدوائر. على الرغم من أنه من المهم تحديد الميزات المهمة تمامًا ، فلا تضع حدًا كبيرًا للميزات غير الحرجة في الرسم. تضيف شركة Overspecing التكلفة ولكن لا تفعل الكثير لتعزيز المتانة.


الرسومات الجيدة لها رؤية مسطحة للدائرة ذات الأبعاد الحساسة فقط. تذكر: البيانات الإلكترونية (جربر ، DXF ، OBD ++) ستحدد كل ميزة للدائرة. قبل أن تبدأ جهة التصنيع في الإعداد ، يجب على المصمم دائمًا مقارنة كل بُعد على الرسم بالبيانات الإلكترونية قبل البدء في الإعداد. يجب على الشركة المصنعة FCB والعملاء إجراء أي تناقضات ، والتي تحدث بشكل روتيني قبل بداية تصنيع الدوائر. وبخلاف ذلك ، يمكن أن تؤدي الاختلافات التي يتم العثور عليها بعد بدء التصنيع إلى إضافة أسابيع بسهولة إلى المهلة الزمنية ، وكثيراً ما تحمل رسومًا إضافية.


لا تحدد سمك المادة اللاصقة على الرسم. يجب أن يحدد الرسم السماكة الكلية للدائرة والسماكة الكلية لعوازل عازلة حرجة تؤثر على المعاوقة.


كل مواصفات اختبار على الرسم لها تكلفة مرتبطة تضيف إلى تكلفة الدائرة النهائية. العديد من الاختبارات التي تحقق من الخصائص الكهربائية الهامة للدائرة ، مثل الاستمرارية ومقاومة العزل ، تعتبر قياسية. ولكن عند اختيار الاختبارات الاختيارية ، تأكد من أن كل اختبار يستحق تكلفته.


يعتمد ما إذا كانت الدارة المرنة تعمل بشكل موثوق عند ثنيها على العديد من عوامل التصميم ، بما في ذلك نصف قطر الانحناء ، ونوع العازل وسمك ، ووزن الرقاقة ، والطلاء النحاسي ، وعدد الطبقات ، وسماكة الدائرة ، وما إذا كان التطبيق ثابتًا (عازلاً مرة واحدة لتركيب دائم ) أو ديناميكية (تتبع مفصل مفصل أو جزء متحرك آخر).


منحنى انحناء ضيق يعزز احتمال الفشل عندما يتم ثني المجلس. تتمثل إحدى الطرق المستخدمة في الإشارة إلى موثوقية نصف قطر الانحناء في نسبة الانحناء إلى نصف القطر للسمك ، والتي تدعى نسبة الانحناء. تملي أفضل الممارسات لعملية موثوقة نصف قطر منحنى 10 × سماكة اللوح للثني الأحادي أو المزدوج ، و 20 × سماكة اللوح للعديد من الطبقات. الرادي تحت هذه النسب تقلل الموثوقية ويجوز أن تجعل التصميم مشكوكا فيه。



سابق: من يستخدم لوحات ال...
التالى: ما يفعل وما لا يجب ...