ما هو PCB أحادي الجانب؟
يعود أقدم استخدام صناعي للوحات الدوائر المطبوعة أحادية الجانب إلى أوائل خمسينيات القرن العشرين. وبفضل بساطة تصميمها وعملية تصنيعها، تحتل مكانة مهمة في تاريخ تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة.
تُغطى لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الجانب بالنحاس من جانب واحد فقط، مع توزيع المكونات على جانب والدوائر على الجانب الآخر. تتكون اللوحة الواحدة عادةً من طبقة قناع اللحام، وطبقة النحاس، ومادة عازلة بالترتيب.
مميزات لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الجانب
نظرًا لأن جانب واحد فقط من PCB أحادي الجانب يمكنه توزيع الدوائر، ولا يمكن توصيل الجانبين، مقارنةً بلوحات PCB الأخرى، فإنها تحتاج إلى مساحة أكبر لحمل نفس عدد المكونات، وبالتالي فهي أكثر ملاءمة للتصميم مع متطلبات أقل لكثافة توزيع المكونات.
على الرغم من أن تصميم لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة أبسط من أنواع لوحات الدوائر المطبوعة الأخرى، إلا أنه يعتمد على خصائص التوزيع أحادي الجانب، إلا أنه يتطلب مواصفات أكثر صرامة لتصميم الأسلاك ومواضع المكونات. على سبيل المثال، يجب أن تكون لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الجانب كبيرة، وإلا فمن السهل حدوث مشاكل أثناء اللحام والإصلاح. لا يمكن تقاطع أسلاك لوحة الدائرة، بل يمكن تصميمها فقط على طول مساراتها الخاصة، وهكذا.
التطبيقات الرئيسية للوحة الدوائر المطبوعة أحادية الجانب
في الوقت الحاضر، تشمل المنتجات الطرفية التي تستخدم PCB أحادي الجانب بشكل أساسي الآلات الحاسبة، ومنتجات الشحن، ولوحات مصابيح LED، وراديو FM، والمؤقتات، وما إلى ذلك. في الوقت نفسه، وفقًا لأنواع التكنولوجيا المختلفة، يمكن تقسيمها إلى لوحة صلبة أحادية الجانب، ولوحة مرنة أحادية الجانب، ولوحة صلبة ناعمة أحادية الجانب، وركيزة ألومنيوم أحادية الجانب.
مزايا وعيوب لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الجانب
مزايا PCB أحادية الجانب: 1. تحتاج لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الجانب إلى مواد خام أقل والسعر أقل؛ عملية الإنتاج أقل، ووقت الإنتاج الإجمالي أقصر؛
2. تصميم وتكوين الخط بسيط نسبيًا، لذا يمكن إكمال التصميم دون الحاجة إلى خبرة مهنية غنية جدًا؛
3. بسبب العملية البسيطة، بالنسبة لعدد كبير من الطلبات، كلما كانت كمية الطلب أكبر، كان السعر أكثر ملاءمة.
من ناحية أخرى، بالمقارنة مع لوحة PCB ذات الجانبين أو لوحة PCB متعددة الطبقات من نفس الحجم، فإن عيوب لوحة PCB ذات الجانبين تحد أيضًا من تطويرها باستمرار: 1. إن تقييد مساحة الجانب الواحد لا يمكنه تلبية متطلبات تثبيت عدد كبير من المكونات والمزيد من الأسلاك؛
2. وإذا كان يحمل الكثير من المكونات، فقد يتسبب ذلك في مشكلة بطء سرعة الاتصال وفقدان الطاقة، وبالتالي فإن مجال المنتج المطبق محدود للغاية.
بشكل عام، تتناقص سيناريوهات تطبيق PCB أحادية الجانب مع تزايد المتطلبات الفنية للمنتجين، ولكنها لا تزال واحدة من أفضل الحلول لأولئك الذين يسعون إلى السرعة والتكلفة المنخفضة.
خصائص لوحة PCB ذات الوجهين
الفرق بين لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الجانب وثنائية الجانب هو اختلاف عدد طبقات النحاس. لوحة الدوائر المطبوعة ثنائية الجانب هي لوحة دوائر كهربائية مطلية بالنحاس على كلا الجانبين، ويمكن توصيلها عبر فتحات. تحتوي على طبقة نحاسية واحدة فقط على جانب واحد، والتي تُستخدم فقط كدائرة بسيطة، والثقوب المُنشأة لا تُستخدم إلا للمقابس غير الموصلة.
المتطلبات الفنية للوحة PCB ثنائية الجوانب هي زيادة كثافة الأسلاك، وصغر فتحة الثقوب المعدنية، وتقلصها تدريجيًا. جودة فتحات التزجيج المتصلة ببعضها تؤثر بشكل مباشر على موثوقية اللوحات المطبوعة.
مع تقليل قطر الثقب، بمجرد بقاء الشوائب التي ليس لها تأثير على قطر الثقب الأكبر، مثل حطام فرشاة الطحن والرماد البركاني، في الثقب الصغير، فإن الترسيب الكيميائي للنحاس والطلاء الكهربائي سيفقد تأثيره، وسيصبح الثقب بدون النحاس القاتل المميت لتعدين الثقب.
تحتوي لوحة PCB ثنائية الطبقة على أسلاك على كلا الجانبين، ولكن لاستخدام الأسلاك على كلا الجانبين، يلزم توصيل الدوائر الكهربائية بشكل صحيح بينهما. يُسمى هذا "الجسر" بين الدوائر "فيّا". فتحة "فيّا" هي فتحة صغيرة مملوءة أو مطلية بمعدن على لوحة PCB، ويمكن توصيلها بالأسلاك على كلا الجانبين. عند رسم لوحة PCB ثنائية الجانب باستخدام PROTEL، ارسم الأسلاك على الطبقة العلوية لتوصيل المكونات، أي ارسم اللوحة على الطبقة العلوية؛ ثم حدد الطبقة السفلية وارسم الأسلاك على الطبقة السفلية لتوصيل المكونات، أي ارسم لوحة على الطبقة السفلية. ما سبق هو رسم لوحة PCB ثنائية الجانب، أي رسم الأسلاك على الطبقتين العلوية والسفلية من لوحة PCB. تحل لوحة PCB ذات الوجهين صعوبة اللوحة المفردة بسبب الأسلاك المتدرجة (يمكن توصيلها بالجانب الآخر من خلال الثقوب)، أي أن الجانبين الأمامي والخلفي لديهما أسلاك، ويمكن لحام المكونات على الجانب الأمامي أو الخلفي، لذلك فهي أكثر ملاءمة للاستخدام في الدوائر الأكثر تعقيدًا من لوحة PCB ذات الجانب الواحد.
بالمعنى الدقيق للكلمة، تُعدّ لوحات الدوائر المطبوعة ثنائية الجوانب نوعًا مهمًا من لوحات الدوائر المطبوعة، واستخدامها واسع جدًا. كما يسهل جدًا معرفة ما إذا كانت لوحة الدوائر المطبوعة ثنائية الجوانب. أعتقد أن الأصدقاء يدركون تمامًا مفهوم اللوحة الواحدة.
لوحة الدوائر المطبوعة ثنائية الجانب هي امتداد للوحة أحادية الجانب، مما يعني أن دائرة لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الجانب لا تكفي للدوران إلى الجانب الآخر. تتميز لوحة الدوائر المطبوعة ثنائية الجانب أيضًا بميزة مهمة وهي وجود فتحات توصيل. ببساطة، إنها لوحة ذات توصيل ثنائي الجانب، حيث توجد خطوط على كلا الجانبين! باختصار، التوصيل ثنائي الجانب هو لوحة ذات وجهين! قد يسأل بعض الأصدقاء، على سبيل المثال، لوحة ذات توصيل ثنائي الجانب، ولكن جانب واحد فقط يحتوي على مكونات إلكترونية. هل هذه اللوحة لوحة دوائر مطبوعة ثنائية الجانب أم أحادية الجانب؟ الإجابة واضحة، وهي لوحة دوائر مطبوعة ثنائية الجانب، حيث يتم تثبيت المكونات فقط على لوحة الدوائر المطبوعة ثنائية الجانب.
طريقة لحام لوحة PCB ذات الوجهين
لضمان كفاءة التوصيل للدائرة ثنائية الجانب، يُلحم ثقب التوصيل (أي جزء الثقب الممتد خلال عملية التمعدن) في لوحة الدوائر المطبوعة ثنائية الجانب بالأسلاك في البداية، ثم يُقطع الجزء البارز من طرف سلك التوصيل لتجنب وخز يد المُشغل. هذه هي مرحلة التحضير لتوصيل اللوحة.
لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الجانب مقابل لوحة الدوائر المطبوعة ثنائية الجانب
|
النوع
|
لوحة PCB أحادية الجانب
|
لوحة PCB ذات الوجهين
|
|
رقائق النحاس
|
جانب واحد
|
الجانب العلوي والسفلي
|
|
ميزات العملية
|
وصلة لحام مركزة من جانب واحد، مكون موزع من جانب واحد
|
يمكن لحام كلا الجانبين وإدخالهما في المكونات.
|
الفرق بين لوحة PCB ذات الوجهين ولوحة PCB ذات الوجه الواحد يكمن في أن لوحة PCB ذات الوجه الواحد تكون على جانب واحد فقط من لوحة PCB، بينما يمكن وضع لوحة PCB ذات الوجهين على جانبي لوحة PCB، ويتم استخدام ثقب في المنتصف لتوصيل دائرة PCB ذات الوجهين.
معلمات لوحة PCB ذات الوجهين، عملية تصنيع لوحة PCB ذات الوجهين مختلفة عن عملية تصنيع لوحة PCB ذات الوجه الواحد، وهناك أيضًا عملية ترسيب النحاس، أي عملية توصيل الدوائر ذات الوجهين.
فليكس ثنائي الفينيل متعدد الكلور من جانب واحد
لوحة دوائر مطبوعة مرنة أحادية الجانب، بطبقة موصل واحدة فقط، يمكن تغطيتها أو كشفها على السطح. تختلف مادة القاعدة العازلة المستخدمة باختلاف استخدام المنتج. المواد العازلة الشائعة الاستخدام هي البوليستر، والبولي إيميد، والبولي تترافلوروإيثيلين، وقماش الإيبوكسي الزجاجي الناعم.
يمكن تقسيم لوحة الدوائر المطبوعة المرنة أحادية الجانب إلى الفئات الأربع التالية: 1) اتصال أحادي الجانب بدون طبقة تغطية
نمط موصل هذا النوع من لوحات الدارات المطبوعة المرنة أحادية الجانب يكون على الطبقة العازلة، ولا توجد طبقة تغطية على سطح الموصل. كما هو الحال في لوحات الدارات المطبوعة الصلبة أحادية الجانب الشائعة. يُعد هذا النوع من المنتجات الأرخص، ويُستخدم عادةً في التطبيقات غير الحرجة والصديقة للبيئة.
يتم الربط باللحام، أو اللحام بالضغط، أو اللحام باللحام باللحام. ويُستخدم هذا الأسلوب بكثرة في الهواتف القديمة.
2) اتصال من جانب واحد مع طبقة تغطية
مقارنةً بالفئة السابقة، تُضيف هذه الفئة طبقة تغطية فقط على سطح الموصل وفقًا لمتطلبات العميل. عند التغطية، يجب أن تكون وسادة الترابط ظاهرة، ويمكن تركها ببساطة مكشوفة في المنطقة الطرفية. عند الحاجة، يمكن استخدام فتحات التخليص. تُعد هذه الفئة من أكثر لوحات الدوائر المطبوعة المرنة أحادية الجانب شيوعًا، وتُستخدم على نطاق واسع في أجهزة السيارات والأجهزة الإلكترونية.
3) اتصال مزدوج الجوانب بدون طبقة تغطية
يمكن توصيل هذا النوع من وصلات لوحة التوصيل من الأمام والخلف للسلك. ولهذا الغرض، يُصنع ثقب في الطبقة العازلة عند اللوحة، ويمكن ثقبه أو حفره أو صنعه بطرق ميكانيكية أخرى في الموضع المطلوب للطبقة العازلة. يُستخدم لتركيب المكونات والأجهزة على كلا الجانبين وفي الحالات التي تتطلب لحامًا. لا توجد طبقة عازلة في منطقة اللوحة عند الثقب، وعادةً ما تُزال هذه المنطقة بالطرق الكيميائية.
4) اتصال ثنائي الجانب مع طبقة تغطية
يختلف هذا النوع عن النوع السابق بوجود طبقة تغطية على السطح. إلا أن هذه الطبقة مزودة بفتحة تسمح بإغلاق جانبيها، مع الحفاظ على طبقة التغطية. يتكون هذا النوع من لوحات الدارات المطبوعة المرنة أحادية الجانب من طبقتين من مواد عازلة وطبقة واحدة من موصل معدني.
يتم استخدامه في المواقف التي تحتاج فيها الطبقة المغطاة إلى عزل عن الأجهزة المحيطة، وتحتاج هي نفسها إلى عزلها عن بعضها البعض، ويجب توصيل الجانبين الأمامي والخلفي للأطراف.
