تستخدم لوحات الدوائر المطبوعة المرنة متعددة الطبقات (لوحة الدوائر المطبوعة المرنة ، FPCB) على نطاق واسع في الإلكترونيات الاستهلاكية وإلكترونيات السيارات والمعدات الطبية وغيرها من الحقول. ومع ذلك ، فإن الهيكل الخاص والخصائص المادية لألواح الدوائر المرنة تجعلهم يواجهون العديد من التحديات من حيث الموثوقية ، مثل التعب الميكانيكي ، وتأثيرات التوسع الحراري ، والتآكل الكيميائي ، وما إلى ذلك. سيناقش ما يلي طرقًا لتحسين موثوقية لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات ، بهدف توفير مرجع للأشخاص في الحقول ذات الصلة.
1. اختيار المواد والتحسين
1.1 اختيار الركيزة
المادة الأساسية هي المكون الأساسي للوحة الدوائر المرنة ، ويؤثر أدائها بشكل مباشر على موثوقية وخدمة لوحة الدوائر. تشمل الركائز شائعة الاستخدام البوليميد (PI) ، البوليستر (PET) ، إلخ. البوليميد لديه مقاومة ممتازة للحرارة ، والمقاومة الكيميائية والخصائص الميكانيكية ، ولكن تكلفته أعلى. بالمقارنة ، تكون ركائز البوليستر أقل تكلفة ولكنها توفر درجة حرارة ومقاومة كيميائية. لذلك ، يجب تقييم اختيار المواد بناءً على سيناريوهات تطبيق محددة.
1.2 اختيار تغطية المواد
يستخدم مادة التغطية بشكل أساسي لحماية سطح لوحة الدائرة من التلف الميكانيكي والتآكل الكيميائي. تشمل مواد التغطية الشائعة الاستخدام راتنج الأكريليك ، وراتنج الايبوكسي ، وما إلى ذلك. راتنج الأكريليك له مرونة جيدة ومقاومة للطقس ، لكن مقاومة الحرارة سيئة ؛ راتنج الايبوكسي لديه مقاومة ممتازة للحرارة والقوة الميكانيكية ، ولكن مرونته سيئة. لذلك ، يتطلب اختيار مادة الغلاف المناسبة دراسة شاملة لبيئة التطبيق ومتطلبات الأداء.
1.3 اختيار المواد الموصلة
اختيار المواد الموصلة مهم للغاية. المادة الموصلة شائعة الاستخدام هي رقائق النحاس ، والتي لها توصيل كهربائي جيد وخصائص ميكانيكية.
2. تحسين التصميم الهيكلي
2.1 تحسين تخطيط الخط
يمكن أن يقلل تخطيط الدائرة المعقول بشكل فعال من تركيز الإجهاد داخل لوحة الدائرة ويحسن موثوقيته. أثناء عملية التصميم ، يجب أن نحاول تجنب الانحناءات الحادة والتقاطعات للخطوط ، وتقليل طول الخط ، وتقليل فقدان الإشارة وتداخلها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتفرق نقاط الدعم العقلانية بشكل عقلاني من الإجهاد بشكل فعال وتمنع لوحات الدوائر من تشوه أو كسر في ظل عمل الإجهاد الميكانيكي.
2.2 تصميم اتصال بين الطبقة
يعد الاتصال بين الطبقات من لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على موثوقيتها. تشمل طرق الاتصال بين الطبقة الشائعة الاستخدام غراء موصل ، ولحام بالليزر ، وما إلى ذلك. لاصقة موصلة لها مرونة جيدة وخصائص الترابط ، ولكن الموصلية ومقاومة الحرارة سيئة ؛ لحام الليزر يمتلك موصلية ممتازة ومقاومة للحرارة ، لكن عمليته معقدة وتكلفته مرتفعة. لذلك ، عند تصميم اتصالات بين الطبقة ، من الضروري اختيار طريقة الاتصال المناسبة وفقًا للاحتياجات المحددة.
2.3 تصميم تخفيف الإجهاد
تخضع لوحات الدوائر المرنة لضغوط ميكانيكية مختلفة أثناء التطبيق ، مثل التوتر ، والضغط ، والانحناء ، وما إلى ذلك من أجل تحسين موثوقيتها ، يمكن إدخال هياكل تخفيف الإجهاد في التصميم ، مثل أخاديد تخفيف الإجهاد وطبقات تخفيف الإجهاد ، إلخ.
3. تحسين عملية التصنيع
3.1 تقنية الآلات الدقيقة
دقة التصنيع لألواح الدوائر المرنة لها تأثير مهم على موثوقيتها. يمكن أن يؤدي استخدام تقنية معالجة الدقة ، مثل قطع الليزر ، وحفر الدقة ، وما إلى ذلك ، إلى تحسين دقة المعالجة في لوحات الدوائر ، وتقليل العيوب والعيوب على الدوائر ، وتحسين موثوقيتها.
3.2 عملية معالجة الحرارة
ستخضع لوحات الدوائر المرنة لعمليات معالجة حرارية متعددة أثناء عملية التصنيع ، مثل اللحام والمعالجة. يمكن أن يكون لهذه العمليات تأثير على خصائص الركيزة والمواد الموصلة. لذلك ، يجب التحكم في درجة الحرارة والوقت بشكل صارم أثناء عملية معالجة الحرارة لتجنب التمدد الحراري والإجهاد الحراري للمادة مما يسبب تشوه أو فشل لوحة الدائرة.
3.3 عملية معالجة السطح
تعتبر عملية معالجة السطح وسيلة مهمة لتحسين مقاومة التآكل وارتداء مقاومة لوحات الدوائر المرنة. تشمل عمليات المعالجة السطحية الشائعة الاستخدام طلاء الذهب الكيميائي ، الطلاء بالفضة الكيميائية ، الطلاء الكيميائي للنيكل ، وما إلى ذلك.
4. الاختبار والتقييم الموثوقية
4.1 اختبار الأداء الميكانيكي
يعد اختبار الأداء الميكانيكي وسيلة مهمة لتقييم موثوقية لوحات الدوائر المرنة. تشمل اختبارات الممتلكات الميكانيكية الشائعة الاستخدام اختبار الانحناء ، واختبار الشد ، واختبار الضغط ، وما إلى ذلك. يمكن لهذه الاختبارات تقييم أداء لوحات الدوائر تحت الضغط الميكانيكي وتوفر دعم البيانات لتحسين التصميم.
4.2 اختبار الأداء الحراري
يمكن للاختبار الأداء الحراري تقييم أداء لوحات الدوائر المرنة في بيئات درجات الحرارة العالية. تشمل اختبارات الأداء الحراري الشائع اختبار الدورة الحرارية ، واختبار الصدمة الحرارية ، وما إلى ذلك. يمكن لهذه الاختبارات تقييم أداء لوحات الدوائر تحت الضغط الحراري وتوفير مرجع لاختيار المواد وتحسين العملية.
4.3 اختبار الملاءمة البيئية
اختبار الملاءمة البيئية هو تقييم موثوقية لوحات الدوائر المرنة في ظل ظروف بيئية مختلفة. تشمل اختبارات القدرة على التكيف البيئية الشائعة الاستخدام اختبارات الحرارة والرطوبة ، واختبارات رذاذ الملح ، واختبارات درجات الحرارة المنخفضة ، وما إلى ذلك. يمكن لهذه الاختبارات تقييم أداء لوحات الدوائر في ظل ظروف بيئية مختلفة وتوفر أساسًا لاختيار سيناريو التطبيق.
يتضمن تحسين موثوقية لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات العديد من الجوانب مثل اختيار المواد والتصميم الهيكلي وعملية التصنيع واختبار الموثوقية. من خلال تحسين اختيار المواد ، وتصميم الهياكل بعقلانية ، والتحكم في عمليات التصنيع بدقة ، وتقييم الموثوقية علمياً ، يمكن تحسين موثوقية لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات بشكل كبير لتلبية احتياجات سيناريوهات التطبيق المختلفة.
