تحليل مواد تغليف الدوائر المطبوعة المرنة (FPC)
أصبحت الدوائر المطبوعة المرنة (دوائر الطاقة المرنة) عنصرًا لا غنى عنه في الأجهزة الإلكترونية الحديثة، لا سيما في مجالات مثل الهواتف الذكية القابلة للطي، والأجهزة القابلة للارتداء، وإلكترونيات السيارات، وذلك بفضل قدرتها على الانحناء والالتواء والتكيف مع المساحات الضيقة. وتُعدّ عملية الترقق خطوةً حاسمةً في تصنيع هذه الدوائر، حيث يتم فيها ربط طبقات مثل الركائز ورقائق النحاس والأغطية لتكوين وحدة وظيفية متكاملة. ويعتمد أداء المنتج النهائي ومرونته وموثوقيته بشكل كبير على اختيار مواد الترقق. تُقدّم هذه المقالة تحليلًا مُفصّلًا للمواد الرئيسية المُستخدمة في ترقق الدوائر المطبوعة المرنة، بالإضافة إلى خصائصها ووظائفها.
1. الركيزة: الأساس المرن
تُشكّل الركيزة الهيكل الأساسي للوحة الدوائر المطبوعة المرنة، حيث توفر الدعم الميكانيكي والعزل الكهربائي والمرونة اللازمة. وهي الطبقة الأساسية التي تُغلّف بها مكونات مثل رقائق النحاس.
المتطلبات الرئيسية: مرونة عالية ومتانة، عزل كهربائي ممتاز، مقاومة للحرارة (متوافقة مع درجات حرارة الترقق من 120 إلى 200 درجة مئوية واللحام اللاحق)، واستقرار كيميائي (مقاومة للرطوبة والمذيبات وما إلى ذلك).
الأنواع الشائعة:
غشاء البوليميد (باي)الأكثر استخداماً، يتميز بمقاومة استثنائية للحرارة (استخدام متواصل حتى 260 درجة مئوية)، ومرونة، وعزل حراري ممتاز. مناسب للتطبيقات التي تتطلب أداءً عالياً مثل إلكترونيات السيارات والأجهزة القابلة للطي.
فيلم البوليستر (حيوان أليف)بديل اقتصادي يتميز بمرونة وعزل جيدين، ولكنه أقل مقاومة للحرارة (حوالي 120 درجة مئوية) وأقل قدرة على تحمل الانحناء. يُستخدم غالبًا في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية التي لا تتعرض لإجهاد كبير.
أغشية الفلوروبوليمر (مثل مادة PTFE)مواد متخصصة لنقل الإشارات عالية التردد (مثل مكونات الجيل الخامس) أو البيئات التي تتطلب مقاومة كيميائية فائقة. تكلفة أعلى.
2. المادة اللاصقة: وسيط الربط
تعمل المواد اللاصقة على ربط الركائز ورقائق النحاس والأغطية، مما يضمن التصاقًا قويًا مع الحفاظ على المرونة والأداء الكهربائي.
المتطلبات الأساسية: قوة ربط عالية، توافق مع المواد، انبعاث غازات منخفض، عزل كهربائي، والحفاظ على المرونة بعد المعالجة.
الأنواع الشائعة:
المواد اللاصقة القائمة على الإيبوكسيالأكثر شيوعاً، يتميز بقوة الالتصاق، ومقاومة جيدة للحرارة، وعزل حراري ممتاز. تتراوح درجات حرارة المعالجة بين 150 و180 درجة مئوية.
المواد اللاصقة القائمة على الأكريليكيتميز هذا المنتج بسرعة التصلب والمرونة، ولكنه أقل مقاومة للحرارة والرطوبة. يُستخدم في عمليات التغليف في درجات الحرارة المنخفضة أو في التطبيقات التي تتطلب مراعاة التكلفة.
ركائز خالية من المواد اللاصقةيتم ربط النحاس مباشرة بالبولي إيميد عبر طرق كيميائية أو حرارية، مما يتيح هياكل أرق وأكثر مرونة ومقاومة للحرارة، وهو أمر مثالي للأجهزة القابلة للارتداء عالية الجودة.
3. رقائق النحاس: الطبقة الموصلة
تشكل رقائق النحاس المسارات الموصلة، وتُلصق على الركيزة وتُحفر في أنماط الدوائر.
المتطلبات الأساسية: موصلية كهربائية عالية، ومرونة، والتصاق قوي بالركائز، وسطح أملس للحفر الدقيق.
الأنواع الشائعة:
رقائق النحاس المترسبة كهربائياً (ED)يتم إنتاجها عن طريق الطلاء الكهربائي، ولها جانب خشن للالتصاق وجانب أملس للحفر. يتراوح سمكها من 9 إلى 70 ميكرومتر؛ وتستخدم رقائق أرق للوحات الدوائر المطبوعة المرنة عالية الكثافة.
رقائق نحاسية مدرفلة ومُلدنة (RA): مصنوعة عن طريق الدرفلة والتلدين، مما يوفر سمكًا موحدًا ومرونة ممتازة وموثوقية عالية للانحناء المتكرر، كما هو الحال في الهواتف القابلة للطي.
رقائق نحاسية معززة للترابط: رقائق ED أو RA مع معالجات سطحية (مثل طلاء الزنك، طلاء السيلان) لتحسين الالتصاق في البيئات القاسية.
4. الغطاء الواقي: الطبقة الواقية
يتم تغليف الطبقة الواقية فوق مسارات الدائرة لتوفير العزل والحماية الميكانيكية ومقاومة الرطوبة والمقاومة الكيميائية، مع الحفاظ على المرونة.
المتطلبات الأساسية: الحماية الميكانيكية، والعزل الكهربائي، والمرونة، ومقاومة الحرارة والمواد الكيميائية.
الأنواع الشائعة:
غطاء من البولي إيميد (باي): الأكثر شيوعاً، أداء ركيزة البولي إيميد المتوافقة مع مقاومة ممتازة للحرارة وحماية.
غطاء من البوليستر (حيوان أليف): خيار أقل تكلفة للتطبيقات ذات الإجهاد المنخفض ودرجة الحرارة المنخفضة.
غطاء قابل للتصوير الضوئي السائل (مؤشر الأداء الرئيسي): راتنج سائل يتم تطبيقه وتشكيله عبر الطباعة الضوئية، مما يسمح بفتحات دقيقة للوحات الدوائر المطبوعة المرنة عالية الكثافة مثل وحدات الكاميرا.
5. مواد مساعدة أخرى
يمكن استخدام مواد إضافية لتلبية احتياجات محددة:
دعامات التقوية: صفائح معدنية أو بلاستيكية مغلفة محليًا لتوفير الصلابة في مناطق التوصيل دون التأثير على المرونة العامة.
أشرطة لاصقة: يستخدم للربط المؤقت أو الحماية الموضعية، مثل شريط البولي إيثيلين المقاوم للحرارة للتغطية أثناء اللحام.
خاتمة
يعتمد أداء تغليف الدوائر المطبوعة المرنة (FPC) على الاختيار الدقيق للمواد؛ حيث توفر الركيزة القاعدة المرنة، وتضمن المواد اللاصقة الترابط، وتُمكّن رقائق النحاس من التوصيل، وتوفر طبقات التغطية الحماية. يجب أن يوازن اختيار المواد بين التكلفة والمرونة ومقاومة الحرارة وأداء الإشارة والمتانة في الظروف البيئية. ستواصل التطورات في المواد - مثل أغشية البولي إيميد الرقيقة والمواد اللاصقة الأقوى ورقائق النحاس منخفضة الفقد - دفع عجلة الابتكار في الإلكترونيات، ودعم التطبيقات المتطورة مثل الأجهزة القابلة للطي والأجهزة القابلة للارتداء المصغرة وتقنية الجيل الخامس (5G).
تأسست شركة خنان هوانيوتشانغ للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة، التابعة لشركة شنتشن تشانغ يونيفرسال للإلكترونيات المحدودة، عام 2009، مع تركيز قوي على الابتكار التكنولوجي. وتخصصت الشركة في إنتاج مواد الضغط مثل لوحات الدوائر المطبوعة (لوحة الدوائر المطبوعة)، ولوحات الدوائر المرنة (FPC)، ولوحات الدوائر المطبوعة (CCL)، ولوحات حاملات الدوائر المتكاملة (IC)، ومنتجات الطاقة الجديدة، وتطورت لتصبح مؤسسة رائدة تجمع بين البحث والتطوير التكنولوجي والإنتاج والتسويق والخدمات الفنية. وفي عام 2020، استحوذت الشركة على أكثر من 110 فدان من الأراضي المملوكة للدولة، ليصل إجمالي مساحة البناء إلى 78,000 متر مربع.
تشمل منتجات الشركة الرئيسية وسادات الضغط ناويس مات™، وألواح الصلب المعدنية اليابانية المستخدمة في الضغط، وألواح حاملة هاردوكس السويدية، وورق الكرافت المضغوط على الساخن. وتماشياً مع التطورات في صناعة الجيل الخامس، تُبذل الجهود لتحقيق ترشيد استهلاك الطاقة وخفض الانبعاثات بما يتماشى مع متطلبات الثورة الصناعية الرابعة للإنتاج الآلي الذكي. وبفضل مجموعة واسعة من المعدات تضم أكثر من 100 جهاز، بما في ذلك آلات الطلاء عالية التردد والسرعة، وآلات الغمس، وآلات الضغط المسطح، وآلات الفلكنة، وآلات القطع، وآلات الوسم بالليزر، وآلات التثقيب، تتمتع الشركة بقدرة إنتاجية عالية تصل إلى مليون متر مربع من وسادات الضغط ناويس مات™، و100 ألف قطعة من ألواح الصلب المستخدمة في الضغط، و50 ألف لوح حامل، و5 ملايين متر مربع من ورق الكرافت المضغوط على الساخن.
انطلاقاً من تركيزها على الابتكار التكنولوجي، قامت الشركة بتأسيس فريق بحث وتطوير معروف بروحه الابتكارية وخبرته الواسعة. ومن خلال البحث والتطوير المستمر، نجحت الشركة في ترجمة التكنولوجيا إلى واقع ملموس.
تتميز منتجات ناويس حصيرة™، وهي عبارة عن وسادات ضغط طُوّرت بشكل مستقل، بأكثر من 20 براءة اختراع تقنية وحاصلة على شهادة ISO، مما يُسهم في تقدم الثورة الصناعية الرابعة في الصين. وقد حازت الشركة على جوائز مرموقة، مثل جائزة "مشروع الصين الجيد" الوطنية وجائزة "مؤسسة التكنولوجيا المتقدمة"، مما أكسبها شهرة واسعة في العديد من الصناعات المتطورة.
بصفتها شركة رائدة في تصنيع منتجات دعم عمليات الضغط محلياً وعالمياً، تقدم هوانيوتشانغ خدمات متكاملة شاملة تعزز جودة الإنتاج وتخفض التكاليف بفعالية. وبفضل نظام إدارة متين، وفريق فني ماهر، ومعدات ألمانية متطورة، ترسي منتجات الشركة معايير صناعية وتحظى بطلب كبير محلياً وعالمياً.
انطلاقاً من التزامها بالابتكار التكنولوجي ورضا العملاء، تسعى شركة هوانيوتشانغ إلى تقديم خدمات عالية الجودة وفعّالة واحترافية على مستوى العالم من خلال شبكة مبيعات وخدمات راسخة. وبفضل موقعها الاستراتيجي الذي يُمكّنها من التوسع عالمياً، تستعد الشركة لمواصلة مسيرتها في النمو والابتكار، ساعيةً إلى أن تصبح مورداً عالمياً رائداً للمواد والعمليات الإلكترونية، ومساهمةً في تعزيز مكانة العلامات التجارية الصينية.
