ثنائي الفينيل متعدد الكلور موصل الكربون

ما هي لوحات الدوائر المطبوعة بالحبر الكربوني؟

إن ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالحبر الكربوني، والذي يُطلق عليه أيضًا ثنائي الفينيل متعدد الكلور الموصّل للكربون، عبارة عن لوحات دوائر بها حبر كربون مطبق على الوسادة النحاسية، ليحل محل بعض طلاءات اللحام الأكثر شيوعًا مثل طلاء الذهب غير الكهربي بالنيكل (ENIG) أو تسوية اللحام بالهواء الساخن – خالي من الرصاص (HASL). 

يعمل الكربون كموصل لتوصيل مسارين على لوحة PCB، ومقاوم بين الآثار أو الآثار والمكونات. العامل الرئيسي في إنتاج أحبار الكربون ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو التحكم في الطباعة والخبز والتحكم في المقاومة. يمكن طباعة الحبر الكربوني على دوائر مرنة، وألواح مرنة صلبة وثنائي الفينيل متعدد الكلور الصلب، مثل شرائح البوليميد والبوليستر وFR-4 وFR-5 وPTFE. يمكن أن يقدم الحبر الكربوني دقة تصل إلى 100 ميكرومتر في عرض التتبع والتباعد. 

الآن انخفضت متطلبات السوق لتكاليف إنتاج لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل متكرر، وأصبح هناك اتجاه عام لاستخدام مفاتيح زيت الكربون لتحل محل المفاتيح الذهبية باهظة الثمن الحالية. تعد لوحة زيت الكربون طريقة معالجة سطحية شائعة نسبيًا لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المفردة والمزدوجة. من خلال سلسلة من عمليات التفتيش والاختبارات واختبارات التقادم والعمليات الفنية الأخرى، يمكن لثنائي الفينيل متعدد الكلور أن يعمل بشكل موثوق لفترة طويلة. 

الاستخدامات الشائعة للوحة الدوائر المطبوعة بالحبر الكربوني

تُستخدم مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات الحبر الكربوني على نطاق واسع في لوحات الدوائر المطبوعة المنتشرة في التطبيقات التالية: 

• التدريع الترددات اللاسلكية

• لوحة المفاتيح

• لوحة المفاتيح

• جهاز التحكم عن بعد

• مركبات السيارات

• التحكم في المحركات الصناعية

• معدات اللحام
  

أحد المجالات المحددة التي تتفوق فيها مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالحبر الكربوني هو تطبيق لوحة المفاتيح المطاطية، والتي توجد عادة في أجهزة التحكم عن بعد الخاصة بالتلفزيون، وأجهزة التحكم في أبواب الجراج، وما إلى ذلك. تتضمن لوحة المفاتيح المطاطية الموصلة النموذجية إنشاء حزام بزاوية حول مركز التبديل. عند الضغط على المفتاح، يتشوه الحزام وينتج استجابة لمسية. بمجرد انتهاء الضغط على المفتاح، يعود الحزام إلى وضعه المحايد. 

يتم تشغيل المفتاح اللمسي الكربوني عند عمل المفاتيح الإلكترونية، حيث يتم وضع حبة الكربون في قاعدة مركز التبديل. إذا قمت بتفكيك (أو كسر) جهاز التحكم عن بعد الخاص بالتلفزيون، فقد تلاحظ على لوحات الدوائر المطبوعة، أسفل كل مطاط استخدمته للضغط، نقطة دائرية صغيرة يمكن الضغط عليها لأسفل قليلاً. يتصل هذا المفتاح اللمسي الكربوني بلوحة PCB عند الضغط على الويب؛ حل بسيط ومبتكر إلى حد ما ودائم وفعال من حيث التكلفة. 

لماذا نستخدم أقنعة اللحام القابلة للنزع في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟

• تكوين زيت الكربون
  

  يتكون زيت الكربون بشكل أساسي من الراتنجات الاصطناعية والمصلب ومسحوق الكربون. 

  يلعب الراتينج الاصطناعي دورًا في الالتصاق (أي ما يعادل الناقل). 

  يلعب المقسى دور المعالجة. 

  يلعب مسحوق الكربون دورًا موصلًا (يمكن إضافة مسحوق الجرافيت ولكن بتكلفة عالية). 

  يضيف بعض الموردين القليل من زيت الفضة إلى زيت الكربون للحصول على مقاومة أقل وموصلية أعلى. 

• مقاومة الحبر الكربوني
  
  يتم التعبير عن مقاومة زيت الكربون عمومًا بالمقاومة المربعة. يستخدم البعض أوم لكل سنتيمتر مربع (Ω/cm²)، والبعض الآخر يستخدم أوم لكل سنتيمتر مربع (Ω/□). يوافق معظم الموردين الآن على استخدام Ω/□. 
  تشير المقاومة المربعة إلى قيمة مقاومة أي طبقة كربون مربعة على الجانب الآخر، والتي ترتبط بسمك زيت الكربون وتكوينه. (يمكن تحليله من الشكل أدناه). 
  وفقا لقانون أوم: 
  R=ρ*L/S (R=مقاومة مربعة، ρ=مقاومة، L=طول زيت الكربون، S=مساحة جانبية=سمك*عرض=r*m) إذن R=ρ*L/r*m(if L=m) إذن R=ρ*r 
  يمكن أن نرى من الصيغة أعلاه أنه عندما تكون ممانعة السطح L=W (عندما يكون الطول والعرض متساويين، أي مربع "□")، يمكن التعبير عنها بـ "Ω/□". ولكن يجب تحديد السمك الذي تمثله قيمة "Ω/□". بشكل عام، سوف يشير المورد إلى ≥ 30Ω/□ عند 15um أو 25um. 
• السيطرة على مقاومة زيت الكربون
  
  ترتبط مقاومة زيت الكربون فقط بتركيبته وسمكه. لذلك، للحصول على متطلبات مقاومة مرضية، يجب علينا اتباع ثلاثة جوانب. 
  زيت كربون ذو مقاومة مربعة معقولة يلبي متطلبات العملية. 
  يجب تحقيق سمك معقول (0.01-0.025 مم) بعد الطباعة. 
  مخبوز بالكامل (الفرن: 150 درجة مئوية إلى 170 درجة مئوية، لمدة 30-60 دقيقة؛ فرن الأشعة تحت الحمراء: 150 درجة مئوية، لمدة 15 دقيقة). 
  في عملية التشغيل الفعلية، تكون درجة الحرارة مرتفعة، والوقت طويل، والمقاومة المربعة منخفضة. من المهم اختيار درجة حرارة ووقت معقولين دون التأثير على الركيزة. 

  
  

خصائص واستخدامات الحبر الكربوني ثنائي الفينيل متعدد الكلور

يتمتع حبر الكربون بالتصاق قوي، ومقاومة للتقشير، ومقاومة قوية للتآكل، والتي يمكن أن تصل إلى ≥ 1 مليون مرة، ومعدل تغيير المقاومة ≥ 10%. المقاومة المربعة للعجينة الموصلة كبيرة نسبيًا مقارنة بالمعادن الأخرى. يمكن التحكم بشكل عام في المقاومة المربعة للوحة زيت الكربون الحالية عند ≥ 20 أوم، ولكن التكلفة منخفضة مع نسبة تكلفة عالية الأداء. يعد المعجون الموصل مادة مهمة لتغليف المكونات الإلكترونية والأقطاب الكهربائية والتوصيل البيني للمكونات الإلكترونية. وهي تشتمل بشكل أساسي على نوعين: معجون موصل محترق وعلاج مادة لاصقة موصلة (حبر موصل). 

استخدام لوحة الحبر الكربوني: 

يتم استخدام لوح زيت الكربون بشكل أساسي في دوائر الأفلام، والدوائر الناعمة للهاتف المحمول، والأجهزة الطبية، ومعدات الاتصالات، وإلكترونيات السيارات، والملصقات الذكية RFID، والعديد من الصناعات الأخرى. في صناعة لوحات الدوائر، يتم استخدامه بشكل رئيسي للآلات الحاسبة وأجهزة التحكم عن بعد. يمكن أن تحل محل الثقوب المطلية بالنحاس وحشوات ثقب الملاط الفضي وعملية ملء ثقب الملاط النحاسي. تعد حماية البيئة والتكلفة المنخفضة لملء ثقب الطين بالكربون هو الاتجاه السائد لتطوير لوحات الدوائر. حاليًا، تستخدم Microsoft فتحات تعبئة زيت الكربون في لوحة إمداد الطاقة، والتي يمكن أن تحل محل اللوحة ذات الطبقة المزدوجة تمامًا بفتحات مطلية بالنحاس.