أساسيات ثنائي الفينيل متعدد الكلور

ما هو ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟

PCB عبارة عن لوحة دوائر مطبوعة مغلفة بالنحاس وغير موصلة ، حيث يتم توصيل جميع المكونات الكهربائية والإلكترونية معًا في لوحة مشتركة واحدة مع دعم مادي لجميع المكونات مع قاعدة اللوحة. عندما لا يتم تطوير PCB ، في ذلك الوقت ، يتم توصيل جميع المكونات بسلك مما يزيد من التعقيد ويقلل من موثوقية الدائرة ، وبهذه الطريقة لا يمكننا إنشاء دائرة كبيرة جدًا مثل اللوحة الأم. في PCB ، يتم توصيل جميع المكونات بدون أسلاك ، وجميع المكونات متصلة داخليًا، لذلك سيقلل من تعقيد تصميم الدائرة الكلي. يستخدم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتوفير الكهرباء والتوصيل بين المكونات ، حيث يعمل بالطريقة التي تم تصميمه بها. يمكن تخصيص مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور لأي مواصفات لمتطلبات المستخدم. يمكن العثور عليها في العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل ؛ التلفزيون ، الهاتف المحمول ، الكاميرا الرقمية ، أجزاء أجهزة الكمبيوتر مثل ؛ بطاقات الرسوم ، اللوحة الأم ، إلخ. كما أنها تستخدم في العديد من المجالات مثل ؛ الأجهزة الطبية والآلات الصناعية وصناعات السيارات والإضاءة وما إلى ذلك.

أنواع ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

هناك عدة أنواع من ثنائي الفينيل متعدد الكلور متاحة للدائرة. من بين هذه الأنواع من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يتعين علينا اختيار النوع المناسب من ثنائي الفينيل متعدد الكلور وفقًا لتطبيقنا.

طبقة واحدة ثنائي الفينيل متعدد الكلور
طبقة مزدوجة ثنائي الفينيل متعدد الكلور
متعدد الطبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور
مرنة ثنائي الفينيل متعدد الكلور
ثنائي الفينيل متعدد الكلور المدعوم من الألومنيوم
ثنائي الفينيل متعدد الكلور جامدة مرنة

1) طبقة واحدة ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

يُعرف ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادي الطبقة أيضًا باسم ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادي الجانب. هذا النوع من ثنائي الفينيل متعدد الكلور بسيط والأكثر استخدامًا لأن ثنائي الفينيل متعدد الكلور سهل التصميم والتصنيع. جانب واحد من هذا ثنائي الفينيل متعدد الكلور مغطى بطبقة من أي مادة موصلة. بشكل عام ، يستخدم النحاس كمادة موصلة لثنائي الفينيل متعدد الكلور ، لأن النحاس له خاصية توصيل جيدة جدًا. يتم استخدام طبقة من قناع اللحام لحماية ثنائي الفينيل متعدد الكلور من الأكسدة تليها الشاشة الحريرية لتمييز جميع المكونات الموجودة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. في هذا النوع من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يتم استخدام جانب واحد فقط من ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتوصيل أنواع مختلفة من المكونات الكهربائية أو الإلكترونية مثل المقاوم ، والمكثف ، والمحث ، وما إلى ذلك. هذه المكونات ملحومة. تُستخدم مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور هذه في تطبيقات التصنيع منخفضة التكلفة والسائبة مثل الآلات الحاسبة والراديو والطابعات ومحرك الحالة الصلبة.

2) طبقة مزدوجة ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

يُعرف ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذو الطبقة المزدوجة أيضًا باسم ثنائي الفينيل متعدد الكلور مزدوج الجوانب. كما يوحي الاسم ، في هذا النوع من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يتم تطبيق طبقة رقيقة من مادة موصلة ، مثل النحاس على جانبي اللوحة العلوية والسفلية. في ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، على طبقة مختلفة من اللوحة ، تتكون عبر ، والتي تحتوي على وسادتين في وضع مماثل على طبقات مختلفة. يتم توصيلها كهربائيًا عن طريق ثقب من خلال اللوحة ، كما هو موضح في الشكل 2 ب. أكثر مرونة ، وتكلفة أقل نسبيًا ، وأهم ميزة لهذا النوع من لوحات ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو حجمها الصغير الذي يجعل الدائرة مضغوطة. يستخدم هذا النوع من ثنائي الفينيل متعدد الكلور في الغالب في الضوابط الصناعية ، والمحول ، ونظام UPS ، وتطبيق HVAC ، والهاتف ، ومضخم الصوت وأنظمة مراقبة الطاقة.

3) متعدد الطبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

متعدد الطبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور لديه أكثر من طبقتين. وهذا يعني أن هذا النوع من ثنائي الفينيل متعدد الكلور يحتوي على ثلاث طبقات موصلة من النحاس على الأقل. لتأمين غراء اللوح يتم وضعه بين طبقة العزل مما يضمن أن الحرارة الزائدة لن تتلف أي مكون من مكونات الدائرة. هذا النوع من تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور معقد للغاية ويستخدم في مهام كهربائية معقدة للغاية وكبيرة في مساحة منخفضة جدًا ودائرة مدمجة. يستخدم هذا النوع من PCB في التطبيقات الكبيرة مثل تقنية GPS ونظام الأقمار الصناعية والمعدات الطبية وخادم الملفات وتخزين البيانات.

4) ثنائي الفينيل متعدد الكلور مرنة:

يُعرف ثنائي الفينيل متعدد الكلور المرن أيضًا باسم الدائرة المرنة. يستخدم هذا النوع من ثنائي الفينيل متعدد الكلور مادة بلاستيكية مرنة مثل البوليميد أو PEEK (بولي إيثر كيتون) أو فيلم بوليستر موصل شفاف. يتم وضع لوحة الدائرة بشكل عام في مطوية أو ملتوية. هذا نوع معقد للغاية من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ويحتوي أيضًا على مجموعة مختلفة من الطبقات مثل الدائرة المرنة أحادية الجانب والدائرة المرنة المزدوجة الجوانب والدائرة المرنة متعددة الجوانب. تُستخدم الدارة المرنة في الصمام الثنائي الباعث للضوء العضوي ، وتصنيع شاشات الكريستال السائل ، والخلايا الشمسية المرنة ، وصناعات السيارات ، والهواتف الخلوية ، والكاميرا ، والأجهزة الإلكترونية المعقدة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة.

5) ثنائي الفينيل متعدد الكلور جامد:

تصنع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الصلبة من مادة صلبة لا تسمح لثنائي الفينيل متعدد الكلور بالالتواء. كما هو الحال مع ثنائي الفينيل متعدد الكلور المرن ، يحتوي PCB الصلب أيضًا على تكوين طبقة مختلفة مثل طبقة واحدة ، وطبقة مزدوجة ، وطبقة صلبة متعددة الطبقات. شكل هذا PCB لا يتغير بعد التثبيت. لا يمكن ثني ثنائي الفينيل متعدد الكلور هذا وفقًا لشكل القاعدة ولهذا يُعرف ثنائي الفينيل متعدد الكلور هذا باسم RIGID PCB. عمر هذا النوع من ثنائي الفينيل متعدد الكلور مرتفع جدًا ، لذلك يتم استخدامه في أجزاء كثيرة من الكمبيوتر مثل ذاكرة الوصول العشوائي ووحدة معالجة الرسومات ووحدة المعالجة المركزية. بسيط في التصميم والأكثر استخدامًا والأكثر تصنيعًا ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو ثنائي الفينيل متعدد الكلور صلب من جانب واحد. يمكن أن يكون ثنائي الفينيل متعدد الكلور الصلب متعدد الطبقات أكثر إحكاما من خلال احتوائه على 9-10 طبقات.

6) ثنائي الفينيل متعدد الكلور جامدة مرنة:

الجمع بين الدائرة المرنة والدائرة الصلبة هو أهم لوحة. تتكون الألواح المرنة الصلبة من طبقات متعددة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور مرن متصل بعدد من طبقة PCB الصلبة. لوح صلب مرن كما هو مبين في الشكل. يتم استخدامه في الهواتف المحمولة والكاميرات الرقمية والسيارات وما إلى ذلك.

أنواع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور حسب نظام التركيب

من خلال ثقب ثنائي الفينيل متعدد الكلور
شنت السطح PCB

1) من خلال ثقب ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

في هذا النوع من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يتعين علينا عمل ثقب باستخدام الحفر على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. في هذه الثقوب ، يتم تثبيت خيوط المكونات ولحامها في منصات موجودة على الجانب الآخر من ثنائي الفينيل متعدد الكلور. هذه التقنية مفيدة للغاية لأنها توفر المزيد من الدعم الميكانيكي للمكونات الكهربائية وتقنية موثوقة للغاية لتركيب المكونات ولكن الحفر في ثنائي الفينيل متعدد الكلور يجعلها أكثر تكلفة. في ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادي الطبقة ، فإن تقنية التثبيت هذه سهلة التنفيذ ، ولكن في حالة وجود طبقة مزدوجة ومتعددة الطبقات ، يكون صنع ثقب ثنائي الفينيل متعدد الكلور أكثر صعوبة.

2) سطح المركبة ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

في هذا النوع من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، تكون المكونات صغيرة الحجم لأن هذه المكونات بها سلك صغير جدًا أو لا يلزم وجود خيوط للتركيب على اللوحة. هنا ، في هذه التقنية ، يتم تثبيت مكونات SMD مباشرة على سطح اللوحة ولا تتطلب إحداث ثقب على اللوحة.

أجزاء مختلفة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

الوسادة: الوسادة ليست سوى قطعة من النحاس يتم تركيب الرصاص عليها من المكونات ويتم لحامها. توفر الوسادة الدعم الميكانيكي للمكونات.

التتبع: في ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، لا يتم توصيل المكونات بمساعدة الأسلاك. جميع المكونات متصلة بمادة موصلة مثل النحاس. هذا الجزء النحاسي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور والذي يستخدم لتوصيل جميع المكونات المعروفة باسم التتبع. التتبع يشبه الشكل أدناه.

الطبقات: وفقًا للتطبيق والتكلفة والمساحة المتاحة للدائرة ، يمكن للمستخدم اختيار طبقة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. أبسط في البناء ، سهل التصميم وأكثر فائدة في الحياة الروتينية هو ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادي الطبقة. ولكن بالنسبة للدائرة الكبيرة جدًا والمعقدة ، فإن ثنائي الفينيل متعدد الكلور أو متعدد الطبقات هو الأكثر تفضيلاً مقارنةً بثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادي الطبقة. الآن في اليوم ، في PCB متعدد الطبقات ، يمكن توصيل 10-12 طبقة والأهم من ذلك هو التواصل بين المكونات في طبقة مختلفة.

طبقة الحرير: تستخدم طبقة الحرير لطباعة الخط أو النص أو أي فن على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور. عادة ، لطباعة الشاشة يتم استخدام حبر الايبوكسي. يمكن استخدام طبقة الحرير في الطبقة العلوية و / أو السفلية من ثنائي الفينيل متعدد الكلور وفقًا لمتطلبات المستخدم والتي تُعرف باسم الشاشة الحريرية TOP والشاشة الحريرية السفلية.

الطبقة العلوية والسفلية: في الطبقة العليا من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يتم تثبيت جميع المكونات في هذه الطبقة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور. بشكل عام ، هذه الطبقة خضراء اللون. في الطبقة السفلية من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يتم لحام جميع المكونات من خلال الفتحة ويُعرف الرصاص من المكونات بالطبقة السفلية من ثنائي الفينيل متعدد الكلور. في وقت ما ، في الطبقة العلوية و / أو السفلية ، يتم طلاء ثنائي الفينيل متعدد الكلور بطبقة اللون الأخضر ، والتي تُعرف باسم قناع اللحام.

قناع اللحام: توجد طبقة إضافية أعلى الطبقة النحاسية تسمى قناع اللحام. تتميز هذه الطبقة عمومًا باللون الأخضر ولكن يمكن أن تكون من أي لون. تُستخدم هذه الطبقة العازلة لمنع التلامس العرضي للوسادات مع المواد الموصلة الأخرى الموجودة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

مواد ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

العنصر الرئيسي هو الركيزة العازلة التي تكون صلبة أو مرنة. تستخدم هذه الركيزة العازلة للكهرباء مع مواد موصلة مثل النحاس عليها. كمادة عازلة للكهرباء ، يتم استخدام شرائح الزجاج أو المواد المركبة.

1) FR4:

FR تعني FIRE RETARDENT. بالنسبة لجميع أنواع تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، فإن أكثر المواد المصفحة بالزجاج شيوعًا هي FR4. استنادًا إلى مركبات الإيبوكسي الزجاجية المنسوجة ، تعد FR4 مادة مركبة مفيدة للغاية لأنها توفر قوة ميكانيكية جيدة جدًا.

FR4	درجة حرارة انتقال الزجاج.
اساسي	130	الأكثر شيوعًا والأكثر استخدامًا أرخص
مع ارتفاع درجة حرارة التزجج.	170-180	متوافق مع تقنية إعادة التدفق الخالية من الرصاص
خال من الهالوجين	-	متوافق مع تقنية إعادة التدفق الخالية من الرصاص

2) FR-1 و FR-2:

هذه المادة مصنوعة من مركبات الورق والفينول وتستخدم هذه المادة في طبقة واحدة فقط من ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتمتع كل من FR1 و FR2 بخاصية مماثلة ، والفرق الوحيد هو درجة حرارة التزجج. يتميز FR1 بدرجة حرارة انتقال زجاجية أعلى مقارنةً بـ FR2. تنقسم هذه المواد أيضًا إلى مواد معيارية وخالية من الهالوجين وغير مسعورة.

3) CEM-1:

هذه المواد مصنوعة من الورق وطبقتين من الزجاج المنسوج الايبوكسي ومركبات الفينول وتستخدم هذه المادة لثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادي الجانب فقط. يمكن استخدام CEM-1 بدلاً من FR4 ، لكن سعر CEM1 أعلى من FR4.

4) CEM-3:

هذه المادة بيضاء اللون ، مركب إيبوكسي زجاجي يستخدم في الغالب في طبقة مزدوجة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتمتع CEM-3 بقوة ميكانيكية أقل مقارنةً بـ FR4 ، ولكنه أرخص من FR4. لذلك ، هذا بديل جيد لـ FR4.

5) بوليميد:

تستخدم هذه المواد في ثنائي الفينيل متعدد الكلور مرن. هذه المواد مصنوعة من كيبتون ، روجرز ، دوبونت. هذه المواد لها خصائص كهربائية جيدة ، والسعادة ، ونطاق درجة حرارة واسع ومقاومة كيميائية عالية درجة حرارة العمل لهذه المادة هي -200 درجة مئوية إلى 300 درجة مئوية.

6) الإعداد المسبق:

Prepreg يعني مشربة مسبقًا. وهو عبارة عن ألياف زجاجية مشربة بالراتنج. يتم تجفيف هذه الراتنجات مسبقًا ، بحيث عندما يتم تسخينها ، تتدفق وتلتصق وتنغمس تمامًا. التقوية المسبقة لها طبقة لاصقة تعطي قوة مماثلة لـ FR4. هناك العديد من الإصدارات من هذه المواد وفقًا لمحتوى الراتينج والراتنج القياسي SR و MR - الراتنج المتوسط والراتنج العالي HR يتم اختيار هذا وفقًا للسمك المطلوب وبنية الطبقة والمقاومة. تتوفر هذه المادة أيضًا في درجات حرارة انتقال زجاجية عالية وخالية من الهالوجين.

برنامج تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

فيما يلي بعض أشهر برامج تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يمكنك معرفة المزيد عن برامج تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور هنا.

نسر:

EAGLE هي الطريقة الأكثر شيوعًا والأسهل لتصميم PCB. يرمز EAGLE إلى محرر التخطيط الرسومي القابل للتطبيق بسهولة والذي تم تطويره مسبقًا بواسطة CadSoft Computer وحاليًا Autodesk هو مطور هذا البرنامج. لتصميم مخطط الدائرة ، EAGLE لديها محرر تخطيطي. EAGLE هو امتداد الملف.SCH ويتم تحديد الأجزاء والمكونات المختلفة بامتداد.LBR. امتداد ملف اللوحة هو.BRD.

Multisim:

Multisim هو أيضًا برنامج تعلم قوي جدًا وسهل. تم تطويره في الأصل بواسطة Electronics Workbench وهو الآن قسم من National Instruments (NI). يتضمن محاكاة متحكم (MultiMCU) وميزات تصدير استيراد متكاملة إلى برنامج تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يستخدم هذا البرنامج على نطاق واسع في المجال الأكاديمي وكذلك في الصناعة لتعليم الدائرة.

EasyEDA:

EasyEDA هو برنامج يستخدم لتصميم ومحاكاة الدوائر. هذا البرنامج هو أداة متكاملة للالتقاط التخطيطي ، ومحاكاة دائرة سبايس ، بناءً على تخطيط Ngspice و PCB. أهم ميزة لهذا البرنامج هي أنه برنامج قائم على الويب ويستخدم في نافذة المتصفح. لذلك ، هذا البرنامج مستقل عن نظام التشغيل.

مصمم ألتيوم:

تم تطوير هذا البرنامج بواسطة شركة البرمجيات الأسترالية Altium Limited. الميزة الرئيسية لهذا البرنامج هي الالتقاط التخطيطي وتصميم ثلاثي الأبعاد ثنائي الفينيل متعدد الكلور وتطوير FPGA وإدارة الإصدار / البيانات. هذا هو البرنامج الأول الذي يقدم تصورًا ثلاثي الأبعاد وفحصًا لتخليص ثنائي الفينيل متعدد الكلور مباشرة من محرر ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

KiCad: تم تطوير هذا البرنامج بواسطة جان بيير شاراس. يحتوي هذا البرنامج على أدوات يمكنها إنشاء BoM (فاتورة المواد) والعمل الفني وعرض ثلاثي الأبعاد لثنائي الفينيل متعدد الكلور بالإضافة إلى جميع المكونات المستخدمة في الدائرة. تتوفر العديد من المكونات في مكتبة هذا البرنامج وهناك ميزة يمكن للمستخدم إضافة مكوناتها المخصصة. هذا البرنامج يدعم العديد من اللغات البشرية.

CircuitMaker: تم تطوير هذا البرنامج أيضًا بواسطة Altium. يتضمن المحرر التخطيطي لهذا البرنامج وضع المكونات الأساسية ويستخدم هذا البرنامج لتصميم المخططات الهرمية ومتعددة القنوات المتقدمة. يتم تحميل جميع الرسوم التخطيطية إلى الخادم وتكون هذه الملفات متاحة للعرض من قبل أي شخص ، بشرط أن تحتاج إلى حساب CircuitMaker.