انتخاب مواد در پردازش PCBA

پردازش PCBA (مجمع برد مدار چاپی) یک حلقه مهم در صنعت تولید الکترونیک است. انتخاب مواد در پردازش PCBA بسیار مهم است. این نه تنها بر عملکرد و قابلیت اطمینان محصول تأثیر می گذارد، بلکه مستقیماً با هزینه های تولید و الزامات حفاظت از محیط زیست مرتبط است. این مقاله به تفصیل استراتژی انتخاب مواد و ملاحظات کلیدی در پردازش PCBA را بررسی خواهد کرد.

1. مواد بستر

1.1 مواد FR4

FR4 متداول ترین ماده بستر PCB است که ترکیبی از فیبر شیشه و رزین اپوکسی است و دارای خواص عایق خوبی، استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر حرارت است. برای اکثر محصولات الکترونیکی، به ویژه لوازم الکترونیکی مصرفی مناسب است.

1.2 مواد با فرکانس بالا

برای بردهای مدار فرکانس بالا، مانند فرکانس رادیویی (RF) و تجهیزات ارتباطی مایکروویو، مواد با فرکانس بالا با ثابت دی الکتریک پایین و ضریب تلفات کم مورد نیاز است. مواد متداول با فرکانس بالا شامل PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن) ​​و بسترهای سرامیکی هستند که می توانند یکپارچگی سیگنال و کارایی انتقال را تضمین کنند.

1.3 بسترهای فلزی

بسترهای فلزی اغلب در دستگاه‌های الکترونیکی پرقدرت که به عملکرد خوب اتلاف گرما نیاز دارند، مانند روشنایی LED و ماژول‌های قدرت استفاده می‌شوند. زیرلایه آلومینیوم و بستر مس مواد متداول زیرلایه فلزی هستند. آنها دارای رسانایی حرارتی عالی هستند که می تواند به طور موثر دمای عملیاتی قطعات را کاهش دهد و قابلیت اطمینان و عمر محصولات را بهبود بخشد.

2. مواد رسانا

2.1 فویل مس

فویل مس ماده رسانای اصلی بر روی بردهای PCB است که رسانایی و شکل پذیری خوبی دارد. با توجه به ضخامت، فویل مس به فویل مس ضخیم استاندارد و فویل مسی فوق نازک تقسیم می شود. فویل مس ضخیم برای مدارهای با جریان بالا مناسب است، در حالی که فویل مس بسیار نازک برای مدارهای با چگالی بالا استفاده می شود.

2.2 آبکاری فلز

به منظور بهبود عملکرد لحیم کاری و مقاومت در برابر اکسیداسیون، فویل مس روی تخته های PCB معمولاً نیاز به عملیات سطحی دارد. روش های متداول تصفیه سطح شامل آبکاری طلا، آبکاری نقره و آبکاری قلع است. لایه آبکاری طلا دارای رسانایی عالی و مقاومت در برابر خوردگی است که برای بردهای مدار با کارایی بالا مناسب است. لایه آبکاری قلع اغلب در محصولات الکترونیکی مصرفی عمومی استفاده می شود.

3. مواد عایق

3.1 Preg

Prepreg یک ماده عایق کلیدی برای ساخت بردهای PCB چند لایه است. این ترکیبی از پارچه فیبر شیشه و رزین است. در طی فرآیند لمینیت با حرارت دادن سخت می شود تا یک لایه عایق جامد تشکیل شود. انواع مختلف پیش آغشته، ثابت دی الکتریک و مقاومت حرارتی متفاوتی دارند و می توان مواد مناسب را با توجه به کاربرد خاص انتخاب کرد.

3.2 مواد رزینی

در برخی کاربردهای خاص، مانند بردهای مدار انعطاف پذیر و بردهای انعطاف پذیر صلب، از مواد رزینی خاص به عنوان لایه های عایق استفاده می شود. از جمله این مواد می توان به پلی آمید (PI)، پلی اتیلن ترفتالات (PET) و ... اشاره کرد که انعطاف پذیری و مقاومت حرارتی خوبی دارند و برای وسایل الکترونیکی که نیاز به خم شدن و تا شدن دارند مناسب هستند.

4. مواد لحیم کاری

4.1 لحیم کاری بدون سرب

با اجرای دقیق مقررات زیست محیطی، لحیم کاری های قلع سنتی به تدریج با لحیم های بدون سرب جایگزین می شوند. لحیم‌های بدون سرب معمولاً از آلیاژهای قلع-نقره-مس (SAC) استفاده می‌شوند که عملکرد لحیم کاری خوب و ویژگی‌های حفاظت از محیط زیست دارند. انتخاب لحیم کاری مناسب بدون سرب می تواند کیفیت لحیم کاری و الزامات حفاظت از محیط زیست را تضمین کند.

4.2 خمیر لحیم کاری و میله لحیم کاری

خمیر لحیم کاری و میله لحیم کاری مواد کلیدی مورد استفاده در فرآیند لحیم کاری وصله های SMT و پلاگین های THT هستند. خمیر لحیم کاری از پودر قلع و شار تشکیل شده است که روی پدهای PCB چاپ می شود. میله های لحیم کاری برای لحیم کاری موجی و لحیم کاری دستی استفاده می شود. انتخاب خمیر لحیم کاری و میله لحیم کاری مناسب می تواند کارایی لحیم کاری و کیفیت اتصال لحیم کاری را بهبود بخشد.

5. مواد سازگار با محیط زیست

5.1 مواد VOC کم

در طول فرآیند پردازش PCBA، انتخاب مواد با ترکیبات آلی فرار کم (VOC) می تواند آسیب به محیط زیست و بدن انسان را کاهش دهد. مواد کم VOC شامل بسترهای بدون هالوژن، لحیم‌های بدون سرب و شارهای سازگار با محیط‌زیست هستند که الزامات مقررات زیست‌محیطی را برآورده می‌کنند.

5.2 مواد تجزیه پذیر

به منظور مقابله با چالش های دفع زباله های الکترونیکی، شرکت های پردازش PCBA بیشتر و بیشتر شروع به استفاده از مواد تجزیه پذیر کرده اند. این مواد می توانند پس از پایان عمر مفید خود به طور طبیعی تخریب شوند و آلودگی محیط زیست را کاهش دهند. انتخاب مواد تجزیه پذیر نه تنها به حفاظت از محیط زیست کمک می کند، بلکه تصویر مسئولیت اجتماعی شرکت را نیز افزایش می دهد.

نتیجه گیری

در پردازش PCBA، انتخاب مواد یک پیوند مهم برای اطمینان از عملکرد محصول، قابلیت اطمینان و الزامات حفاظت از محیط زیست است. با انتخاب معقول مواد بستر، مواد رسانا، مواد عایق و مواد لحیم کاری می توان کارایی تولید و کیفیت محصول را بهبود بخشید و هزینه های تولید و اثرات زیست محیطی را کاهش داد. در آینده، با پیشرفت مداوم علم و فناوری و بهبود آگاهی زیست محیطی، انتخاب مواد در پردازش PCBA متنوع تر و سازگار با محیط زیست خواهد بود و نوآوری ها و فرصت های بیشتری را برای صنعت تولید الکترونیک به ارمغان می آورد.