في مجلة تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور تعتبر الكسوة النحاسية جانبًا مهمًا، وتوفر برامج تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور المختلفة وظيفة الكسوة النحاسية الذكية، والتي تغطي المساحات غير المستخدمة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالنحاس. تكمن أهمية الكسوة النحاسية في تقليل المعاوقة الأرضية، وتعزيز القدرة على مقاومة التداخل، وخفض انخفاض الجهد في مسارات الطاقة، وتحسين كفاءة الطاقة، والاتصال بالأرض لتقليل مساحة الحلقة.
تشير الكسوة النحاسية لثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى المنطقة الموجودة في طبقة ثنائي الفينيل متعدد الكلور المملوءة بالنحاس. يمكن أن تكون هذه الطبقة في الجزء العلوي أو السفلي أو أي طبقة داخلية من مجموعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ويمكن استخدام الكسوة النحاسية لثنائي الفينيل متعدد الكلور للتأريض أو الإشارة أو عزل مكونات أو دوائر معينة عن بقية الطبقة. بعد اكتمال التخطيط والتوجيه، غالبًا ما يكون هناك العديد من المناطق الشاغرة على سطح PCB الخاص بنا. نستخدم GND أو بعض شبكات الطاقة لتغطية هذه المناطق بطبقة نحاسية صلبة.
في الدوائر الرقمية، هناك كمية كبيرة من تيار النبض الحاد، لذا فإن تقليل المعاوقة الأرضية أكثر ضرورة. من المعتقد بشكل عام أنه بالنسبة للدوائر المكونة بالكامل من الأجهزة الرقمية، يجب اعتماد التأريض بمساحة كبيرة. ومع ذلك، بالنسبة لبعض الدوائر التناظرية، قد تتسبب الحلقة الأرضية التي تتكون من الكسوة النحاسية في حدوث تداخل اقتران كهرومغناطيسي، وهو أمر لا يستحق المكسب.
مزايا طلاء النحاس ثنائي الفينيل متعدد الكلور:
- التوافق الكهرومغناطيسي (EMC): يمكن لمساحات كبيرة من الطلاء النحاسي على الأرض أو الطاقة أن تحمي التداخل الكهرومغناطيسي، وتعزز قدرة الدائرة على مقاومة التداخل، وتلبية متطلبات EMC.
- متطلبات تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور: يساعد الطلاء النحاسي على ضمان توحيد الطلاء الكهربائي، ويقلل من تشوه اللوحة أثناء التصفيح، ويحسن جودة تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
- سلامة الإشارة: توفر مسار إرجاع كامل للإشارات الرقمية عالية التردد، وتقلل من أسلاك الشبكة ذات التيار المباشر، وتعزز استقرار وموثوقية نقل الإشارة.
- تبديد الحرارة: يمكن للطلاء النحاسي المناسب أن يحسن أداء تبديد الحرارة لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ويقلل درجات حرارة تشغيل المكونات، ويزيد من موثوقية النظام وعمره.
العيوب:
1. تبديد الحرارة السريع، صعوبة اللحام: قد تؤدي التغطية الكاملة لدبابيس المكونات المطلية بالنحاس إلى تبديد سريع للحرارة، مما يجعل عملية إزالة اللحام وإعادة العمل صعبة. يتمتع النحاس بموصلية حرارية عالية، مما يتسبب في تبديد الحرارة بسرعة أثناء اللحام، مما يؤثر على عملية اللحام. لذلك، يجب أن يقلل التصميم من تبديد الحرارة باستخدام "وسادات لحام متقاطعة الشكل" لتسهيل عملية اللحام.
2. ضعف الإشارة والتداخل: قد يؤدي الطلاء النحاسي حول قسم الهوائي إلى إضعاف الإشارة والتداخل، مما يؤثر على الحصول على الإشارة. قد تؤثر مقاومة الطلاء النحاسي أيضًا على أداء دوائر التضخيم، وبالتالي يتم تجنب الطلاء النحاسي بشكل عام في هذه المناطق.
3 تعقيد المعالجة: يتطلب طلاء النحاس النظر في تأثير كل منطقة طلاء أثناء عملية التصميم. قد يؤدي التصميم غير المناسب إلى زيادة تعقيد المعالجة، مثل الحاجة إلى التوصيلات المتقاطعة لتجنب مشكلات تبديد الحرارة. ومع ذلك، فإن هذا الجانب ضئيل للغاية ويمكن تجاهله نظرًا لأن العمليات الحديثة أصبحت ناضجة، ولن يقوم مصنعو ثنائي الفينيل متعدد الكلور بزيادة التكاليف بسبب ذلك.
طلاء النحاس بمساحة كبيرة (طلاء النحاس الصلب) وطلاء النحاس الشبكي:
يأتي طلاء النحاس عمومًا في شكلين أساسيين: طلاء النحاس الصلب وطلاء النحاس الشبكي
- طلاء النحاس بمساحة كبيرة:
إنه يخدم غرضًا مزدوجًا يتمثل في زيادة التيار والحماية. ومع ذلك، أثناء اللحام الموجي، قد يتسبب ذلك في تشوه اللوحة أو حتى ظهور فقاعات. في مثل هذه الحالات، من الشائع إنشاء عدة فتحات لتقليل فقاعات الهواء الموجودة في رقائق النحاس.
- طلاء شبكة النحاس:
وهي تعمل بشكل رئيسي كوظيفة التدريع. نظرًا لتقليل مساحة المقطع العرضي لرقائق النحاس، تكون قدرتها الاستيعابية الحالية أضعف نسبيًا مقارنة بالطلاء النحاسي الصلب.
عند اختيار طريقة طلاء النحاس ثنائي الفينيل متعدد الكلور، فإن كل من الطلاء الشبكي النحاسي والطلاء النحاسي الصلب لهما مزايا وعيوب، اعتمادًا على متطلبات التصميم وسيناريوهات التطبيق. وهذه مقارنة بينهما:
- طلاء شبكة النحاس:
- قد يزيد هيكل الشبكة من تعقيد تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور، خاصة أنه يتطلب المزيد من الاهتمام في التصميم والمعالجة. ومع ذلك، طالما أن الشبكة ليست صغيرة جدًا ولم تتم إضافة النحاس المجزأ بشكل مفرط، فإن التأثير يكون ضئيلًا.
- بالنسبة لبعض الإشارات عالية التردد وعالية السرعة، قد يؤدي الطلاء الشبكي النحاسي إلى زيادة فقدان إرسال الإشارة، مما يؤدي إلى مشكلات في سلامة الإشارة. إذا كان الطلاء النحاسي بمثابة مستوى مرجعي لتوجيه ثنائي الفينيل متعدد الكلور، فمن الأفضل تجنب استخدام الطلاء النحاسي الشبكي واختيار الطلاء النحاسي الكامل لتحقيق مستوى مرجعي كامل.
- يمكن أن يقلل من وزن ثنائي الفينيل متعدد الكلور، خاصة في مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الكبيرة، مما يساهم في تقليل الوزن بشكل عام. بشكل عام، التأثير ضئيل.
- إنه أكثر مرونة في التعامل مع التمدد الحراري والضغط الميكانيكي، مما يقلل من تأثير تشوه ثنائي الفينيل متعدد الكلور تحت الحرارة والضغط.
- بالمقارنة مع الطلاء الشبكي النحاسي، فإن الطلاء النحاسي الصلب يزيد من وزن PCB لأنه يستخدم المزيد من المواد النحاسية.
- فهو يوفر أقصى قدر من التوصيل والتأريض، مما يجعله خيارًا مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب موصلية عالية.
- في بعض تصميمات PCB للإشارة عالية التردد وعالية السرعة، مما يوفر مستوى مرجعي كامل، يساعد الطلاء النحاسي الصلب على تقليل فقدان إرسال الإشارة وتحسين سلامة الإشارة.
- في بعض السيناريوهات، يمكن أن يوفر الطلاء النحاسي الصلب تأثيرات حماية أفضل، مما يقلل من التداخل الكهرومغناطيسي.
تأثيرات التدريع لطلاء النحاس بمساحة كبيرة (طلاء النحاس الصلب) وطلاء شبكة النحاس:
كل من الطلاء النحاسي الصلب والطلاء الشبكي النحاسي لهما تأثيرات حماية معينة، ولكن أيهما أفضل يعتمد على سيناريوهات التطبيق المحددة ومتطلبات التصميم.
تأثير التدريع لطلاء النحاس الصلب:
يوفر الطلاء النحاسي الصلب المزيد من المواد النحاسية، والتي يمكن أن توفر تأثيرات حماية أفضل، خاصة للتداخل الكهرومغناطيسي المنخفض التردد والثابت.
يمكن للطلاء النحاسي الصلب أن يشكل طبقة حماية موصلة كاملة، تغطي المنطقة بأكملها، وتمنع دخول وانتشار الموجات الكهرومغناطيسية الخارجية، وبالتالي تقليل التداخل.
يمكن للطلاء النحاسي الصلب أن يحيط ويحمي الدوائر الداخلية بشكل أفضل، مما يقلل من تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي على البيئة المحيطة والدوائر الأخرى.
تأثير التدريع لطلاء شبكة النحاس:
على الرغم من أن طلاء النحاس الشبكي يوفر بعض تأثيرات التدريع، إلا أن تأثير التدريع الخاص به قد يكون أقل قليلاً من طلاء النحاس الصلب.
عادة ما يترك الطلاء الشبكي النحاسي فجوات، مما يسمح للموجات الكهرومغناطيسية بالاختراق أو المرور جزئيًا، لذلك قد يكون تأثير التدريع على الإشارات عالية التردد أو عالية السرعة ضعيفًا نسبيًا.
ومع ذلك، مع توفير درجة معينة من تأثير التدريع، فإن الطلاء الشبكي النحاسي يقلل من استخدام ووزن المواد النحاسية.
فيما يتعلق بتأثير تبديد الحرارة لطلاء النحاس الصلب وطلاء شبكة النحاس:
العديد من الادعاءات عبر الإنترنت لا أساس لها من الصحة. أولاً، نحن نعلم أن مصدر الحرارة الرئيسي على لوحة الدائرة هو الدائرة المتكاملة، والتي يمكنها تبديد الحرارة من خلال لوحة الدائرة المطبوعة. بعد ذلك، يتصل PCB بلوحة اللحام، مما يبدد الحرارة من الدائرة المتكاملة. ولذلك، كلما كانت مساحة رقائق النحاس أكبر، كان تبديد الحرارة أفضل.
من حيث تبديد الحرارة، عادةً ما يتفوق طلاء النحاس الصلب على طلاء النحاس الشبكي. وهنا مقارنة بين الاثنين:
تأثير تبديد الحرارة لطلاء النحاس الصلب:
يوفر الطلاء النحاسي الصلب المزيد من المواد النحاسية، مما يسمح بتوصيل أفضل للحرارة، مما يؤدي إلى أداء فائق في تبديد الحرارة بشكل عام.
يشكل الطلاء النحاسي الصلب مسارًا مستمرًا لتوصيل الحرارة، مما يسهل التوزيع المتساوي للحرارة في جميع أنحاء المنطقة المطلية بالنحاس بالكامل، مما يقلل بشكل فعال من درجة حرارة تشغيل المكونات.
تأثير تبديد الحرارة لطلاء شبكة النحاس:
في حين أن طلاء النحاس الشبكي يمكن أن يساهم أيضًا في تبديد الحرارة إلى حد ما، إلا أن تأثير تبديد الحرارة قد يكون أقل قليلاً مقارنة بالطلاء النحاسي الصلب.
قد يتأثر طلاء شبكة النحاس بالفجوات في تبديد الحرارة، وقد لا يكون مسار التوصيل الحراري مستمرًا مثل طلاء النحاس الصلب، مما يؤدي إلى تبديد حرارة أضعف نسبيًا.
بشكل عام، إذا كان تبديد الحرارة عاملاً حاسماً في التصميم وكان أداء تبديد الحرارة الفائق مطلوبًا على لوحة PCB، فغالبًا ما يكون الطلاء النحاسي الصلب هو الخيار الأفضل. ومع ذلك، في التطبيقات التي لا تكون فيها متطلبات تبديد الحرارة صارمة بشكل خاص أو في الحالات التي تتطلب تصميمًا خفيف الوزن، قد يكون الطلاء الشبكي النحاسي أيضًا خيارًا قابلاً للتطبيق. يمكن أن يوفر تبديد الحرارة إلى حد ما ويقلل من وزن ثنائي الفينيل متعدد الكلور.