هل تساءلت يوماً لماذا الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ومعدات التحكم الصناعية الراقية يمكن أن تصبح رقيقة أكثر فأكثر بينما لا تزال تمتلك أداءً قوياً بشكل متزايد؟على الرغم من وجود العديد من المكونات الإلكترونية الداخلية، فإنها تحقق الاستخدام الأمثل للمساحة. وهذا بفضل عملية تصنيع PCB الراقية

ببساطة، هذا ينطوي على "إخفاء" المقاومات والمكثفات، والتي عادة ما تكون مثبتة على سطح PCB، مباشرة داخل الطبقات الداخلية من لوحة الدوائر،أساساً يعطي المكونات الإلكترونيةاليوم، سنشرح هذه التكنولوجيا بمصطلحات العاديين ونرى كم هي مذهلة!

ما هي المقاومات المدفونة والمكثفات؟ كيف تختلف عن العمليات التقليدية؟

دعونا أولا ننظر إلى لوحات PCB التقليدية. المقاومات والمكثفات يتم لحامها مباشرة على سطح اللوحة باستخدام تكنولوجيا التثبيت السطحي، مثل "ربط المربعات الصغيرة" إلى لوحة الدوائر.هذا لا يأخذ فقط مساحة ولكن أيضا عرضة للتدخل الخارجي.

تقنية المقاومة المدفونة والمكثفات، من ناحية أخرى، تضع المقاومات والمكثفات مباشرة في الطبقات الداخلية من لوحة PCB.اللوحة الدائرة الناتجة لها تصميم هيكلي فريد: من الأسفل إلى الأعلى، يتكون من طبقة كهربائية معطلة الأولى، المقاومات المدفونة، طبقة دائرة، وطبقة كهربائية معطلة ثانية.يتم تطبيق طبقة عازلة بوليمرية خاصة على الجزء من المقاومة المدفونة غير مغطاة بطبقة الدائرة لحمايتها من التآكل الكيميائيهذا هو مفتاح إنتاج الجماهير المستقرة من المقاومة المدفونة ولوحات مكثفات.

باختصار: العمليات التقليدية "تربطهم بالسطح"، بينما المقاومات المدفونة والمكثفات "مخبأة في الداخل"

ما هي المزايا الرئيسية لهذه "التكنولوجيا الخفية"؟

مزايا تقنية المقاومات والمكثفات المدفونة (BRCs) ، التي أصبحت ميزة قياسية في المنتجات الإلكترونية الراقية، كثيرة،كل منهما يعالج نقطة ألم رئيسية في تصميم الدوائر الراقية:

• 1توفير مساحة! تحقيق ألواح الدوائر "المدمجة للغاية": مع المقاومات والمكثفات المخفية في الداخل ، لم يعد من الضروري تعبئة سطح PCB بشكل كثيف بمكونات مثبتة على السطح ،تحرير مساحة كبيرة على الطاولة مباشرةهذا يسمح للمهندسين بتصميم دوائر أكثر تعقيداً على لوحات أصغر، وهو أحد الأسباب الأساسية التي تجعل الهواتف المحمولة والساعات الذكية تصبح أصغر وأصغر.
• 2. تخفيض الضوضاء! تشغيل دائرة أكثر استقراراً: تكون المكونات المثبتة على السطح عرضة للتداخلات الكهرومغناطيسية ، مما يولد ضوضاء الدائرة ويؤثر على أداء الجهاز. ومع ذلك ،المقاومات المدفونة والمكثفات، مغطاة في مادة PCB، تعمل مثل "درع واقي" إضافي، والحد بشكل كبير من التداخل الكهرومغناطيسي وجعل الدائرة أكثر استقرارا، وتعظيم القدرات المضادة للتداخل.
• 3تحسين الأداء! نقل إشارة أكثر سلاسة: المقاومة المدفونة والمكثفات تقصير مسارات نقل الإشارة، والحد من تأخير نقل الإشارة وفقدان الانعكاس،تحسين سلامة وموثوقية نقل الإشارة بشكل كبيرهذا مهم بشكل خاص للمنتجات التي تتطلب إشارات عالية للغاية ، مثل الهواتف المحمولة والمحطات الأساسية ومعدات التحكم الصناعية الراقية.
• 4الحد من السماكة! تحقيق "النحافة" في المعدات يلغي الحاجة إلى مكونات التثبيت السطحي ، مما يقلل مباشرة من سمك لوحة PCB.مقترنة بمواد متخصصة مثل لوحات الأساسية المضمنة للمكثفات فائقة الرقة، تصبح لوحة الدوائر بأكملها أكثر رققاً وخفيفة، مما يتماشى تماماً مع الاتجاه الحالي نحو منتجات إلكترونية أكثر رققاً وخفيفة.

إخفاء المكونات ليس بالأمر السهل

المقاومة المدفونة والمكثفات ليست مجرد "ملء" لهم في؛ انها عملية تصنيع دقيقة مع أربع خطوات، كل مع متطلبات صارمة:

• الخطوة الأولى: إنشاء طبقة داخلية مخصصة بالإضافة إلى الطبقات الخارجية والداخلية القياسية من PCB ، يتم إنشاء طبقة داخلية منفصلة لإدراج المقاومات والمكثفات.تحتفظ هذه الطبقة بمساحة لتضمين المقاومات والمكثفات وتستخدم تقنيات تصنيع PCB التقليدية مثل الغسيل الكهربائي والحفر لضمان دقة الطبقة.
• الخطوة 2: تعبئة المكونات الخاصة المقاومات والمكثفات العادية لا يمكن تضمينها مباشرة.حزم خاصة لا تناسب سمك PCB فقط ولكن لديها أيضًا توصيل حراري جيد لمنع مشاكل الأداء الناجمة عن تبديد الحرارة أثناء التشغيل.
• الخطوة الثالثة: تضمين المكونات الدقيقة هذه هي الخطوة الأساسية ، باستخدام طريقتين في المقام الأول:إما استخدام تقنية ضغط خاصة للضغط على المقاومات والمكثفات المعبأة بين مواد الطبقة الداخليةأو تستخدم تكنولوجيا الليزر لحفر التجاويف في المواد الطبقة الداخلية قبل ملء المكونات بدقة. تتطلب العملية بأكملها دقة عالية للغاية.
• الخطوة الرابعة: اتصال وتكامل الطبقات. يجب توصيل الطبقات الداخلية التي تحتوي على المكونات المدمجة بالطبقات التقليدية الأخرى من PCB باستخدام التصفيف ، والحفر ،وتقنيات أخرى لتشكيل لوحة دائرة كاملةلضمان التوصيل السلس بين الطبقات.

- نعم

في حين أن المزايا كبيرة، فمن المهم أيضا أن نفهم العيوب.تتركز عيوبها الرئيسية في مجالينولهذا السبب يستخدم حالياً فقط في المنتجات الراقية:

• التصنيع والإصلاح المعقد: المقاومات والمكثفات مخفية داخلياً ولا يمكن ملاحظتها مباشرةً. إذا حدثت مشكلة ، فلا يمكن استبدالها مباشرةً مثل المكونات المثبتة على السطح ،مما يجعل الإصلاح صعبًا وربما يؤدي إلى تدمير اللوحة بأكملها;
• تكلفة عالية نسبيًا: تعبئة خاصة وعمليات تضمين دقيقة ومواد متخصصة تجعل تكلفة تصنيع لوحات المقاومة والمكثفات المضمنة أعلى من لوحات PCB التقليدية.

ولذلك ، يتم استخدام هذه العملية حاليًا بشكل رئيسي في المنتجات الإلكترونية الراقية ذات المتطلبات العالية للأداء والحجم والسمك ، مثل الهواتف المحمولة الرائدة ، الخوادم الراقية ،معدات التحكم الصناعي الدقيقة، ومكونات إلكترونية للطيران والفضاء.

ملخص: "السحر الفضائي" للأجهزة الإلكترونية المتطورة

في نهاية المطاف، تقنية المقاومة المقبرة و مكثفات PCB هي تقنية متطورة ولدت لتصميمات الدوائر عالية الكثافة و عالية الأداء و رقيقة.إنه يحل نقاط الألم في تقنية تركيب السطح التقليدية، مثل قيود المساحة والتداخل والسمك، أصبحت محركًا رئيسيًا للتصغير وتطوير المنتجات الإلكترونية الراقية.

مع التقدم التكنولوجي المستمر ، ستقل تكلفة تصنيع تقنية المقاومة المدفونة والمكثفات تدريجياً ، وستستمر دقة العملية في التحسن.في المستقبل، قد تتوسع من المنتجات الراقية إلى المزيد من التطبيقات الاستهلاكية، مما يتيح لمنتجات إلكترونية أكثر تحقيق اختراقات في "حجم صغير، أداء عال".