آشنایی با لمینت های برد مدار چاپی

لمینت های برد مدار چاپی با توجه به پیشرفت تکنولوژی و تجهیزات الکترونیکی از اهمیت ویژه ای برخوردارند. استفاده از PCB های به روز با پایداری و ویژگی های منحصر به فرد می تواند در ساخت وسایل الکترونیکی و کارایی آن ها تأثیر زیادی دارد. در این مقاله نگاهی به انواع لمینت ها، ویژگی ها و اهمیت آن ها در پیشرفت های جدید خواهیم داشت. در صورت علاقمندی به یادگیری ساخت و تعمیر برد الکترونیکی می توانید در دوره آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی آموزشگاه فنی برق ثبت نام نمایید. با شرکت در دوره های تئوری و عملی این مجتمع آموزشی می توانید به صورت حرفه ای مهارت های تعمیر بردهای مختلف را بیاموزید و بلافاصله وارد بازار کار شوید.

انواع مختلف لمینت PCB

مواد اولیه ای که در ساخت PCB به کار برده می شوند عبارتند از: ورقه های روکش مسی، رزین، فویل مسی و لمینت ها.

PCB ها با حرارت دادن و یا اعمال فشار زیاد بر روی چند لایه پارچه، فایبرگلاس یا کاغذ و چسباندن آن ها با رزین ساخته می شوند. در نهایت، قطعه ای یکپارچه و ضخیم تولید می شود. ضخامت لمینت ها با استفاده از کم و زیاد کردن لایه ها تغییر داد. لمینت هایی که نازک تر هستند، خشک تر می باشند و نسبت به خم شدن حساس تر خواهند بود و سریع تر می شکنند.

نوع لمینت ها با توجه به الیاف و پارچه و همچنین مواد رزینی به کار برده شده، متفاوت خواهند بود. لمینت ها بر اساس استحکام کششی، ضریب تلفات، مقاومت برشی، دمای انتقال شیشه و ضریب انبساط که تغییر ضخامت با دما را منعکس می کند، تعیین می شوند. انواع لمینت ها در بهینه تر شدن عملکرد مونتاژ نهایی نقش بسزائی دارند.

به طور کلی 4 نوع لمینت در ساخت و مونتاژ PCB ها کاربرد دارند که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم:

1- لمینت FR4

متداول ترین لمینتی که در ساخت بردهای مدار چاپی کاربرد دارند، از نوع FR4 هستند. نسبت مقاومت به وزن این دسته از لمینت ها مناسب و قابل توجه است. همچنین خواص الکتریکی، فیزیکی و مکانیکی آن ها در دماهای بالا نیز حفظ می شود. از دیگر ویژگی های لمینت FR4 می توان به مقا.ومت بالا در برابر شعله اشاره کرد. تمام این خواص سبب خواهند شد تا به عملکرد لمینت ها و بردهای مدار الکتریکی در شرایط مختلف آسیبی وارد نشود.

حتما بخوانید: اصول کار اینورتر در برد الکترونیکی چگونه می باشد؟

2- لمینت های High Tg Epoxy

در صورتی که هدف، ساختن برد مدار چاپی چند لایه باشد از لمینت های نوع Tg اپوکسی بالا استفاده می شود.  این لمینت عملکرد حرارتی، مقاومت شیمیایی و عایق الکتریکی بسیار مناسب و منحصر به فردی دارند. بر این اساس، در برابر رطوبت، دماهای خیلی زیاد و شعله می توان از برد مدار چاپی با این نوع لمینت استفاده کرد. به دلیل کاربردهای مختلف این لمینت ها در موارد خاص، به یکی از مقرون به صرفه ترین لمینت های برد مدار چاپی تبدیل شده است.

3- لمینت BT Epoxy

این نوع از لمینت ها برای ساخت برد مدار چاپی بدون سرب و همچنین بردهای چند لایه کاربرد دارند. لمینت های BT Epoxy به دلیل داشتن خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی خاص، به طور بسیار گسترده ای استفاده می شوند.

انتقال الکتریکی بالا، مقاومت حرارتی زیاد و استحکام پیوندها و اتصالات در دمای بالا و همچنین عایق بودن به میزان زیاد از جمله ویژگی های خاص این لمینت ها به شمار می روند.

4- لمینت های پلی آمید

لمینت هایی که در ساختار آن ها پلی آمید به کار رفته است پایداری محیطی و ظاهری زیادی دارند. به همین دلیل برای تولید و مونتاژ برد مدارهای چاپی با چگالی بالا، انعطاف پذیر و همچنین بردهای مدار چاپی چند لایه استفاده می شوند.

از این لمینت ها در تجهیزات نظامی، هوافضا، خودروها و لوازم الکترونیکی پر مصرف استفاده می شود.

ویژگی های لمینت های برد مدار چاپی

برای انتخاب PCB متناسب با پروژه و نیاز خود، ابتدا باید به ویژگی های لمینت ها توجه کنید. لمینت هایی که خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی دارند، باید به میزان کافی خواصی مانند تأخیر در آتش، مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر رطوبت نیز داشته باشند.

از دیگر ویژگی هایی که باید لمینت ها داشته باشند، مقاومت فویل، اشتعال پذیری، جذب آب، تحمل ضخامت و مقاومت در برابر خوردگی روی سطح و لبه هستند.

فاکتورهای انتخاب لمینت های PCB

در زمان انتخاب لمینت های برد مدار چاپی باید موارد مختلفی مانند ثابت دی الکتریک، ضریب تلفات، ضریب رسانای گرمایی، عملکرد الکتریکی، دمای انتقال، قابلیت کار در محیط های حرارتی متفاوت و همچنین ضریب انبساط حرارتی را در نظر بگیرید. سپس متناسب با خواص لمینت و کاربرد آن، نوع مناسب را انتخاب نمایید.

در صورتی که لمینت مناسب با نیازها و ویژگی های ساختاری آن انتخاب شود، کیفیت، طول عمر و عملکرد بردها متفاوت خواهند بود.

حتما بخوانید: مبانی برد مدار چاپی؛ اصول طراحی و ساخت آن ها

فاکتور ضریب انبساط حرارتی

به میزان انقباض یا انبساط یک لمینت با تغییر دمای آن، ضریب انبساط حرارتی گفته می شود. در صورتی که ضریب انبساط حرارتی لمینت پایین باشد، پس از آن که تغییرات دما زیاد شود، لمینت منقبض یا منبسط نمی شود.

در زمان انتخاب لمینت، باید لمینت با CTE پایین لایه مس مطابقت داشته باشد. اهمیت این موضوع در این است که اگر یک لایه نسبت به لایه دیگر، تمایل بیشتری برای انبساط یا انقباض داشته باشد، ترک و شکستگی روی آن ایجاد خواهد شد. البته در صورتی که  برد فقط 2 یا 4 لایه داشته باشد، این موضوع اهمیت چندانی نخواهد داشت؛ اما برای بردهای ضخیم تر باید به این ویژگی توجه شود.

رسانایی گرمایی

رسانایی حرارتی یک برد زمانی مهم خواهد بود که دستگاه های برقی روی آن نصب شده باشند. گرما باید بین لایه ها جریان یابد و در نهایت به لایه مسی برسد، بنابراین رسانایی گرمایی بالاتر برد می تواند به مدیریت گرما و حرارت کمک کند. اگر رسانایی حرارتی بالاتر باشد، برد می تواند گرمای بیشتری را در سطح پخش نماید و اتلاف بهتری خواهد داشت.

حتما بخوانید: کار با هیتر و هویه و قطعه برداری در دوره آموزش تعمیر برد الکترونیکی

ثابت دی الکتریک

علاوه بر این که لایه ها، قطعات مختلف را نگه می دارند، بلکه به عنوان یک عایق از ایجاد یک فاصله نامناسب بین آن ها نیز جلوگیری می کنند. استفاده از لمینت های دارای DK ثابت می تواند به سالم ماندن سیگنال های فرکانس بالا کمک کنند. به عنوان مثال بردهای مدار چاپی که از PTFE ساخته شده اند، در مقایسه با FR4 ها دارای ثابت دی الکتریک بیشتری هستند که موجب می شود بردهایی ساخته شده از PTFE برای فرکانس بالا مناسب تر هستند.

لیمنیت ها در ساخت بردهای مدار چاپی چه اهمیتی دارند؟

یکی از سؤالات مهم درباره لمینت ها این است که چرا از لمینت ها در تولید PCB ها استفاده می شود؟ اهمیت لمینت ها در به دست آوردن کنترل مقاومت ظاهری، جذب رطوبت کم، عملکرد ثابت در واکنش های حرارتی و همچنین مدیریت حرارتی بهتر می باشد.

با توجه به نوآوری های ثابت می توان گفت که لمینت های فرکانس بالا یک عامل اصلی برای رشد فناوری های PCB به شمار می روند.

جمع بندی

در این مقاله به تعریف جامعی از لمینت ها و انواع آن ها، اهمیت استفاده از آن و همچنین فاکتورهای مهمی که در انتخاب هر کدام نقش دارند پرداختیم. در صورتی که قصد انتخاب برد مدار چاپی را دارید، باید به کاربرد آن و ویژگی های هر نوع آن توجه کنید تا بهترین انتخاب را داشته باشید.