ما هو ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادي الجانب

لوحة PCB أحادية الجانب هي لوحة الدوائر المطبوعة الأساسية. توضع جميع الأجزاء على جانب واحد. وتوجد جميع الآثار على الجانب الآخر. ولأن جانب واحد فقط يحتوي على آثار على جانب واحد، فإننا نسميها لوحة أحادية الجانب. من السهل صنعها وتكلفتها أقل. ولهذا السبب، غالبًا ما تستخدم المنتجات الإلكترونية البسيطة مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادية الجانب.

متى تستخدم ثنائي الفينيل متعدد الكلور على الوجهين

تعد لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور على الوجهين خطوة للأمام من اللوحة أحادية الجانب. عندما لا يمكن لطبقة واحدة من التوجيه أن تلبي احتياجات المنتج، يستخدم المصممون لوحة مزدوجة الوجهين. يحتوي كلا الجانبين على نحاس وآثار. يمكن أن يتصل الجانبان بفتحات مطلية تسمى vias. تسمح الفتحات للإشارات بالانتقال من طبقة إلى أخرى. وبهذه الطريقة يمكن للوحة تشكيل شبكة الدائرة المطلوبة.

أوجه التشابه والاختلاف بين مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادية الجانب ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ثنائية الجانب

المواد والعملية الأساسية

تشترك مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادية الجانب ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور مزدوجة الجانب في نفس المادة الأساسية. معظم الألواح الحديثة تستخدم fr4. fr4 عبارة عن مزيج من الألياف الزجاجية والإيبوكسي. في التصنيع الحديث، عادةً ما نطلي اللوح بالنحاس لتوصيل جيد. ثم نضيف قناع لحام للحصول على مظهر أنيق وللحماية. تضيف الطباعة بالشاشة الحريرية أو طباعة الشاشة الملصقات والعلامات. تقوم الآلات بطباعة العلامات في عملية تسمى الشاشة الحريرية.

التصنيع القديم والحدود

لم تكن صناعة الألواح الحديثة هكذا دائمًا. في الماضي، كان المهندسون والهواة يعرضون التصاميم على الألواح ثم يحفرونها يدويًا باستخدام حمامات كيميائية. كانت هناك العديد من الطرق. وكان لمعظمها نفس الحدود. لم يكن بإمكانك حفر العديد من الطبقات على لوح واحد بسهولة. أجبر ذلك التصاميم على أن تكون أكبر وتحتاج إلى تحسين كبير.

في الستينيات كان هذا جيداً. كانت الأجزاء الكبيرة عبر الفتحات هي القاعدة. كانت الرقائق الكبيرة المستطيلة ذات دبابيس عريضة. كانت هذه حزم DIP. كانت الأجزاء المنفصلة عبر الفتحات مثل المقاومات والمكثفات كبيرة أيضًا. وكانت الأجزاء الموضوعة بالقرب من بعضها البعض حتى يسهل تتبعها. وهذا جعل التخطيطات أحادية الجانب بسيطة وواضحة.

ظهور الأجهزة المثبتة على السطح (SMD)

غيّر عقد الثمانينيات هذا المجال. أصبحت الأجهزة المثبتة على السطح (SMD) الأجزاء المفضلة للمهندسين. أصبحت العبوات المربعة المسطحة شائعة. جعلت الأجزاء المنفصلة SMD من الصعب توجيهها تحت الأجزاء. كان على الألواح أن تصبح أصغر. أصبح من الصعب استخدام الألواح أحادية الجانب. دفع ذلك إلى نمو تقنيات الألواح ذات الوجهين. وبفضل الممرات، لم يعد عليك إبقاء كل النحاس على نفس الجانب. يمكنك التوجيه على كلا الجانبين بفتحات مطلية تربط بين الطبقات.

لوحات الدوائر المطبوعة على الوجهين

انتقل المهندسون إلى اللوحات ذات الوجهين بشكل أساسي لسهولة الاستخدام. عندما يجبر التصميم الأجزاء على مساحة معينة، تكون التخطيطات على الوجهين أسهل من التخطيطات أحادية الجانب. تتيح لك الألواح مزدوجة الوجهين أيضًا عمل مستويات أرضية أو طاقة كبيرة. إذا نظرت إلى اللوحة عن كثب، فقد ترى قطعاً كبيرة من النحاس بدلاً من العديد من الآثار الرقيقة. تساعد هذه المناطق النحاسية الكبيرة في التداخل الكهرومغناطيسي الكهرومغناطيسي والحرارة وقابلية التصنيع، والأهم من ذلك كله، أنها تقلل من أعمال التوجيه.

لماذا لا تزال اللوحات أحادية الجانب موجودة

على الرغم من أن الألواح ذات الوجهين لها فوائد واضحة، إلا أن التصاميم أحادية الجانب لا تزال تظهر في العديد من المنتجات اليوم. التكلفة هي المحرك الرئيسي. عادةً ما تكون تكلفة شراء لوحات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادية الجانب أقل قليلاً وأحياناً تكون المهل الزمنية أقصر. بالنسبة للتصميم البسيط، هذه ميزة إضافية واضحة. في الإنتاج الضخم للمنتجات البسيطة، يمكن أن يكون توفير بضعة سنتات لكل لوحة أمراً مهماً للغاية. أيضًا، بالنسبة لآثار التيار العالي التي تحتاج إلى نحاس عريض، يمكن أن تكون التخطيطات أحادية الجانب مناسبة بشكل جيد. فهي تتيح لك استخدام مساحات نحاسية كبيرة وتوجيه بسيط لمسارات التيار الثقيل.

إيجابيات مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادية الجانب وسلبياتها

الإيجابيات

• تكلفة أقل.

• تصميم وتصنيع أبسط.

• مهلة زمنية أقصر في العديد من الحالات.

السلبيات

• ليست جيدة للتصميمات المعقدة ذات الأجزاء الكثيرة.

• من الصعب تلبية الاحتياجات الصغيرة الحجم.

• سعة توجيه أقل.

• قد تكون أثقل وأكبر للوظيفة نفسها.

التطبيقات النموذجية لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادية الجانب

اللوحات أحادية الجانب شائعة في العديد من المنتجات منخفضة التكلفة. وتظهر في الأجهزة ذات الوظائف البسيطة التي لا تحتاج إلى ذاكرة كبيرة أو وصلات شبكية. ومن الأمثلة على ذلك الأجهزة المنزلية الصغيرة مثل آلات القهوة. كما تظهر في العديد من الآلات الحاسبة وأجهزة الراديو البسيطة والطابعات ومصابيح LED. قد تستخدم أجهزة التخزين البسيطة مثل محركات الأقراص الصلبة الأساسية لوحات أحادية الجانب. وغالباً ما تستخدم مصادر الطاقة وأنواع كثيرة من أجهزة الاستشعار لوحات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادية الجانب أيضاً.

كيفية تمييز الألواح أحادية الجانب ومزدوجة الجانب ومتعددة الطبقات

1. ضع اللوح أمام الضوء. إذا كان اللب الداخلي معتمًا بالكامل ولا يمكنك رؤية الضوء من خلال الطبقات الداخلية، فهي لوحة متعددة الطبقات. إذا كان بإمكانك رؤية طبقة نحاسية واحدة فقط، فهي لوحة أحادية الجانب.

2. انظر إلى الثقوب. تحتوي الألواح أحادية الجانب على ثقوب غير مطلية. لا تحتوي على طلاء على جدران الثقوب وتتخطى عملية الطلاء بالكهرباء. تحتوي الألواح مزدوجة الوجهين على ثقوب مطلية من خلال الثقوب أو الفتحات. وهذا يعني أنك سترى النحاس داخل الثقب.

3. والفرق الأساسي هو عدد الطبقات النحاسية: فالطبقة الواحدة تحتوي على طبقة نحاسية واحدة، والمزدوجة تحتوي على طبقتين نحاسيتين، والمتعددة الطبقات تحتوي على ثلاث طبقات أو أكثر. في صناعة الطبقات المتعددة، تتم إضافة الطبقات الداخلية ثم يتم تصفيح المكدس. يمكنك قص مقطع عرضي للتحقق من الطبقات إذا لزم الأمر.

كيفية الحد من التداخل الكهرومغناطيسي EMI على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادية أو مزدوجة الجانب

ولأسباب تتعلق بالتكلفة، تستخدم العديد من الأجهزة الاستهلاكية لوحات أحادية أو مزدوجة الوجهين. ومع شيوع دوائر النبضات الرقمية، تزداد مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي الكهرومغناطيسي. والسبب الرئيسي هو مساحة حلقة الإشارة الكبيرة. لا تصدر مناطق الحلقات الكبيرة إشعاعات أقوى فحسب، بل تجعل الدائرة أكثر حساسية للضوضاء الخارجية. ولتحسين التوافق الكهرومغناطيسي الإلكتروني، فإن أبسط نهج هو تقليل مساحة حلقة الإشارات الحرجة.

تحديد الإشارات الرئيسية

من وجهة نظر التوافق الكهرومغناطيسي EMC، تشمل الإشارات الرئيسية تلك التي تصدر إشعاعات قوية وتلك الحساسة للضوضاء الخارجية. وغالباً ما تكون الإشعاعات القوية هي الإشارات الدورية مثل الساعات وخطوط العناوين منخفضة المستوى. غالبًا ما تكون الإشارات الحساسة هي الخطوط التناظرية منخفضة المستوى.

طرق تقليل مساحة الحلقة

إحدى الطرق البسيطة هي توجيه مسار أرضي بجوار مسار الإشارة. ضع الأرضي في أقرب مكان ممكن. هذا التصميم يجعل مساحة الحلقة صغيرة جدًا ويقلل من الإشعاع التفاضلي والحساسية. عند إضافة مسار أرضي بجوار الإشارة، سيتدفق تيار الإشارة بشكل أساسي في تلك الحلقة الصغيرة، وليس في المسارات الأرضية الأخرى.

إذا كنت تستخدم لوحة ذات وجهين، ضع أثر أرضي على الجانب الآخر أسفل خط الإشارة مباشرةً. اجعل هذا الأثر الأرضي عريضًا إذا استطعت. مساحة الحلقة تساوي سماكة اللوحة مضروبة في طول خط الإشارة. هذه المساحة أصغر بكثير من الحلقة الطويلة المفتوحة وتساعد على خفض الإشعاع.

أيضًا، استخدم دائمًا شبكة نحاسية أرضية على الألواح ذات الوجهين. تقلل الشبكة الأرضية من المعاوقة الأرضية. مع الشبكة الأرضية، دائمًا ما يكون لخط الإشارة خط أرضي قريب منه ويشكل منطقة حلقة أصغر. عند التوجيه، حافظ على الخطوط الرئيسية قريبة من الأرض. تحتاج الخطوط الأكثر أهمية فقط إلى خط أرضي بجوارها مباشرةً.

نصائح أساسية أخرى:

• استخدم مسارات قصيرة للإشارات عالية السرعة.

• استخدم مكثفات فصل مناسبة بالقرب من دبابيس الطاقة.

• احتفظ بالأرضيات التناظرية والرقمية منفصلة ثم قم بتوصيلها في نقطة واحدة إذا لزم الأمر.

• تجنب الحلقات الطويلة. قم بتوجيه مسارات الإرجاع بالقرب من مسار الإشارة.

أمثلة عملية صغيرة

• بالنسبة لتتبع الساعة على لوحة مزدوجة الوجه، ضع تتبعًا أرضيًا عريضًا تحتها على الجانب الآخر. إذا كان سُمك اللوحة 1.6 مم وكان طول أثر الساعة 50 مم، فإن مساحة الحلقة تبلغ تقريبًا 1.6 مم × 50 مم. إذا كان بإمكانك تقصير التتبع إلى 20 مم، تنخفض المساحة كثيرًا.

• بالنسبة لإشارة تناظرية حساسة، قم بتشغيل أثر أرضي بجانبها مباشرةً على نفس الجانب. ثم يشكل الزوج حلقة ضيقة ويقلل الالتقاط.

الملخص

مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادية الجانب بسيطة ورخيصة. فهي تضع جميع الأجزاء على جانب واحد وجميع الآثار على الجانب الآخر. تضيف الألواح مزدوجة الوجهين طبقة ثانية وتستخدم فتحات لتوصيل كلا الجانبين. أدى الانتقال من الأجزاء عبر الفتحات إلى الأجزاء المثبتة على السطح إلى الحاجة إلى ألواح مزدوجة الجوانب ومتعددة الطبقات. ومع ذلك، لا تزال الألواح أحادية الجانب منطقية للعديد من المنتجات البسيطة بسبب التكلفة والسهولة. ولتقليل التداخل الكهرومغناطيسي الكهرومغناطيسي على الألواح أحادية أو مزدوجة الوجه، قلل من مساحة الحلقة، وأضف آثارًا أرضية قريبة، واستخدم شبكة أرضية، وأبقِ الآثار قصيرة.