النقاط الرئيسية

• الفرق الأساسي: الكوفرلاي (Coverlay) هو فيلم بوليميد صلب مغلف بمادة لاصقة، بينما قناع اللحام (Solder Mask) هو حبر سائل يُطبق عن طريق الطباعة بالشاشة أو الرش.
• المرونة: يوفر الكوفرلاي مرونة ومتانة فائقتين للانحناء الديناميكي؛ بينما قناع اللحام هش وأفضل للتطبيقات الثابتة.
• الدقة: يسمح قناع اللحام بميزات أكثر إحكامًا وجسور (حواجز) أصغر بين الوسادات مقارنة بالكوفرلاي.
• التكلفة والعملية: قناع اللحام أرخص وأسرع في المعالجة بشكل عام، بينما يتطلب الكوفرلاي حفرًا دقيقًا ومحاذاة وتصفيحًا.
• تدفق المادة اللاصقة: يقدم الكوفرلاي خطر تسرب المادة اللاصقة على الوسادات، مما يتطلب تفاوتات تصميم أكبر.
• النهج الهجين: غالبًا ما تستخدم التصميمات المعقدة الكوفرلاي على الذيل المرن وقناع اللحام على المناطق الصلبة أو الكثيفة بالمكونات.
• التحقق: IPC-6013 هو المعيار الأساسي لقبول الكوفرلاي وقناع اللحام في الدوائر المرنة.

على وحات الدوائر المرنة (FPC) (النطاق والحدود)

لفهم النقاط الرئيسية المذكورة أعلاه، يجب علينا أولاً تحديد الحدود المادية والوظيفية لهاتين الطبقتين الواقيتين. في عالم الإلكترونيات المرنة، لا يتعلق النقاش حول طبقة التغطية (coverlay) مقابل قناع اللحام (solder mask) على لوحات الدوائر المرنة (FPC) باللون أو التفضيل فحسب؛ بل يتعلق بالبقاء الميكانيكي. طبقة التغطية (Coverlay) (اختصار لطبقة التغطية) هي مادة مركبة مصنوعة من طبقة صلبة من البولي إيميد (كابتون) وطبقة من اللاصق المرن (أكريليك أو إيبوكسي). يتم حفرها أو قطعها بالليزر لإنشاء فتحات قبل محاذاتها وتصفيحها على الدوائر النحاسية تحت الحرارة والضغط. إنها تغلف المسارات، مما يوفر حماية ميكانيكية قوية وقوة عزل كهربائي عالية.

قناع اللحام المرن (Flexible Solder Mask) (غالبًا ما يسمى LPI المرن أو الحبر السائل القابل للتصوير الضوئي) يشبه القناع الأخضر الذي يظهر على اللوحات الصلبة ولكنه مصمم براتنجات مرنة. يتم طباعته أو رشه فوق النحاس المحفور ثم معالجته. بينما يمكنه الانحناء، إلا أنه لا يستطيع تحمل الانثناء المتكرر وذو نصف القطر الضيق الذي يمكن لطبقة التغطية تحمله.

في APTPCB (مصنع APTPCB للوحات الدوائر المطبوعة)، غالبًا ما نرى المصممين يخلطون بين هذه المواد، مما يؤدي إلى تشقق الدوائر في التطبيقات الديناميكية. يؤثر هذا الاختيار على التراص بأكمله، خاصة عند استخدام مواد عالية الأداء مثل لوحات الدوائر المرنة النحاسية بدون لاصق (adhesiveless copper FPC) حيث تكون سماكة الملف الشخصي حاسمة. يغطي هذا الدليل مصفوفة القرار بأكملها، من اختيار المواد الأولي إلى فحص الجودة النهائي.

على وحات الدوائر المرنة (FPC) (كيفية تقييم الجودة)

بمجرد فهمك للتعريفات، يجب عليك تقييم مقاييس محددة لتحديد المادة التي تناسب متطلبات أدائك.

يوضح الجدول التالي مؤشرات الأداء الحرجة التي تميز طبقة التغطية (coverlay) عن قناع اللحام (solder mask).

المقياس	لماذا يهم	النطاق / العامل النموذجي	كيفية القياس
المرونة (نصف قطر الانحناء)	يحدد ما إذا كانت لوحة الدوائر المرنة (FPC) يمكنها تحمل التركيب أو التشغيل.	طبقة التغطية: نصف قطر <1 مم (ديناميكي). القناع: نصف قطر >2 مم (ثابت فقط).	اختبار تحمل الطي MIT (IPC-TM-650).
دقة الميزة (السد)	يتحكم في مدى قرب وسادات المكونات (الخطوة).	طبقة التغطية: شبكة بحد أدنى 10 ميل (0.25 مم). القناع: سد بحد أدنى 3-4 ميل (0.075 مم).	القياس البصري للجسر بين الوسادات.
القوة العازلة	يمنع حدوث قوس كهربائي بين الطبقات أو الأجسام الخارجية.	طبقة التغطية: عالية جدًا (2-3 كيلو فولت/ميل). القناع: معتدلة (500 فولت/ميل).	اختبار Hi-Pot (الجهد العالي).
تدفق اللاصق	يمكن أن يغطي اللاصق الزائد الوسادات، مما يمنع اللحام.	طبقة التغطية: متوقع تسرب 3-5 ميل. القناع: لا يذكر (0 ميل).	تحليل المقطع العرضي أو الفحص البصري.
انتظام السماكة	يؤثر على التحكم في المعاوقة والارتفاع الكلي للتراص.	طبقة التغطية: متسقة (مثل 12.5 ميكرومتر PI + 15 ميكرومتر Adh). القناع: متغير (10-25 ميكرومتر فوق المسارات).	ميكرومتر أو مقطع عرضي.
عامل التكلفة	يؤثر على سعر الوحدة للإنتاج بالجملة.	طبقة التغطية (Coverlay): أعلى (تتطلب الحفر/التصفيح). القناع (Mask): أقل (عملية الطباعة الدفعية).	مقارنة عروض الأسعار بناءً على استخدام اللوحة.

كيفية اختيار طبقة التغطية (coverlay) مقابل قناع اللحام (solder mask) على لوحة الدوائر المطبوعة المرنة (FPC): إرشادات الاختيار حسب السيناريو (المقايضات)

يكشف تحليل المقاييس أن الخيار "الأفضل" يعتمد كليًا على البيئة التشغيلية للدائرة.

إليك كيفية الاختيار بين طبقة التغطية (coverlay) وقناع اللحام (solder mask) على لوحة الدوائر المطبوعة المرنة (FPC) بناءً على سيناريوهات التصميم الشائعة:

1. السيناريو: الثني الديناميكي (المفصلة)

• التوصية: طبقة التغطية (Coverlay).
• المقايضة: تكلفة أعلى وكثافة مكونات أقل.
• التعليل: إذا كانت لوحة الدوائر المطبوعة المرنة (FPC) تربط رأس طباعة متحركًا أو شاشة قابلة للطي، فإن قناع اللحام سيتعرض في النهاية لتشققات دقيقة، مما يكشف النحاس. فقط طبقة التغطية المصنوعة من البولي إيميد يمكنها تحمل ملايين دورات الثني.

2. السيناريو: مكونات SMT عالية الكثافة

• التوصية: قناع اللحام المرن (LPI).
• المقايضة: مرونة منخفضة (استخدام ثابت فقط).
• التعليل: تتطلب BGAs أو QFNs ذات الخطوة الدقيقة حواجز لحام صغيرة تصل إلى 3-4 ميل لمنع جسور اللحام. لا يمكن لطبقة التغطية (Coverlay) الحفاظ على هذه التفاوتات الضيقة بسبب تدفق اللاصق وقيود الحفر.

3. السيناريو: بناء لوحة الدوائر المطبوعة الصلبة المرنة (Rigid-Flex PCB)

• التوصية: نهج هجين.
• المقايضة: عملية تصنيع معقدة.
• الأسباب: استخدم قناع اللحام على الأقسام الصلبة لتجميع المكونات وغطاء الحماية (coverlay) على الأقسام المرنة "الذيلية" أو الموصلة. هذا يحسن كلاً من إنتاجية التجميع والموثوقية الميكانيكية. راجع قدراتنا في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة-المرنة لمزيد من التفاصيل.

4. السيناريو: البيئات الكيميائية أو الحرارية القاسية

• التوصية: غطاء الحماية (Coverlay).
• المفاضلة: دقة محدودة.
• الأسباب: فيلم البولي إيميد خامل كيميائياً ويتحمل درجات حرارة أعلى من معظم أحبار قناع اللحام. يوفر إغلاقاً محكماً ضد الرطوبة والعوامل المسببة للتآكل.

5. السيناريو: النماذج الأولية السريعة / التكلفة المنخفضة

• التوصية: قناع اللحام (Solder Mask).
• المفاضلة: متانة ميكانيكية أقل.
• الأسباب: بالنسبة للكابلات المرنة "التي تُركب مرة واحدة" داخل غلاف ثابت، فإن قناع اللحام أرخص وأسرع بكثير في الإنتاج لأنه يلغي خطوات الحفر والمحاذاة.

6. السيناريو: إشارات المعاوقة المتحكم بها

• التوصية: غطاء الحماية (Coverlay) (يفضل بدون لاصق).
• المفاضلة: تكلفة المواد.
• الأسباب: يوفر غطاء الحماية (Coverlay) ثابتاً عازلاً (Dk) وسمكاً موحدين فوق المسار، وهو أمر بالغ الأهمية لحساب المعاوقة. يختلف سمك قناع اللحام فوق كتف المسار، مما يجعل التحكم في المعاوقة أكثر صعوبة.

غطاء الحماية (الكوفرلاي (COVERLAY))على وحات الدوائر المرنة (FPC): نقاط فحص التنفيذ (من التصميم إلى التصنيع)

بعد اختيار المادة المناسبة، يجب عليك تصميم البيانات بشكل صحيح لتجنب توقف التصنيع في APTPCB.

اتبع نقاط الفحص هذه لضمان قابلية تصنيع تصميمك:

1. تحديد حجم فتحة الغطاء (Coverlay)

   • التوصية: صمم فتحات الغطاء أكبر بمقدار 0.15 مم - 0.25 مم من وسادة النحاس.
   • المخاطرة: إذا كانت ضيقة جدًا، فإن تسرب المادة اللاصقة سيلوث الوسادة.
   • القبول: عدم وجود مادة لاصقة على المنطقة القابلة للحام.

2. الحد الأدنى لعرض الشبكة (Coverlay)

   • التوصية: حافظ على ما لا يقل عن 0.25 مم (10 ميل) من المادة بين الفتحات.
   • المخاطرة: الشبكات الضيقة هشة وقد تتمزق أثناء عملية التعامل مع التصفيح.
   • القبول: عدم وجود شبكات مكسورة في المنتج النهائي.

3. عرض حاجز قناع اللحام

   • التوصية: 0.1 مم (4 ميل) كحد أدنى للقناع المرن الأخضر/العنبري.
   • المخاطرة: الحواجز الأصغر من هذا قد تتقشر أو تفشل في الالتصاق بالركيزة المرنة.
   • القبول: يجب أن تظل الحواجز سليمة بعد اختبار الشريط اللاصق.

4. تعويض تدفق المادة اللاصقة

   • التوصية: ضع في الاعتبار تدفق المادة اللاصقة بمقدار 3-5 ميل إلى الداخل من حافة القطع.
   • المخاطرة: يقلل التدفق من منطقة اللحام الفعالة.
   • القبول: تحقق من أن حجم الوسادة الفعال يلبي متطلبات IPC.

5. الفتحات المربعة مقابل الدائرية

   • التوصية: استخدم زوايا دائرية لفتحات الغطاء؛ تجنب الزوايا الحادة بزاوية 90 درجة.

• المخاطر: الزوايا الحادة في فيلم البولي إيميد هي مراكز تركيز للإجهاد تؤدي إلى التمزق.
  • القبول: الفحص البصري لنصف قطر الزوايا.

6. توافق التشطيب السطحي

   • التوصية: التأكد من أن القناع/الغطاء المختار يمكنه تحمل عملية الطلاء (مثل المواد الكيميائية ENIG).
   • المخاطر: بعض الأحبار الرخيصة تتدهور في أحواض الطلاء بالذهب العدوانية.
   • القبول: عدم وجود تقشير أو تقرح بعد تطبيق التشطيب السطحي.

7. تفاوتات التسجيل

   • التوصية: السماح بتفاوت موضعي قدره +/- 0.15 مم للغطاء.
   • المخاطر: "يطفو" الغطاء قليلاً أثناء التصفيح؛ التصميمات الضيقة ستؤدي إلى التكسر.
   • القبول: يجب أن تكشف الفتحة عن الوسادة بشكل كافٍ لتوفير وصلة موثوقة.

8. المعالجة والخبز

   • التوصية: اتباع دورات خبز محددة للبولي إيميد لإزالة الرطوبة قبل التصفيح.
   • المخاطر: الرطوبة المحبوسة تسبب التفكك (ظاهرة الفشار) أثناء إعادة التدفق.
   • القبول: اجتياز اختبار طفو اللحام دون تقرح.

الغطاء (coverlay) مقابل قناع اللحام (solder mask) على لوحات الدوائر المرنة (FPC): أخطاء شائعة (والنهج الصحيح)

حتى المصممون ذوو الخبرة يقعون في فخاخ عند الانتقال من التصميمات الصلبة إلى التصميمات المرنة.

• الخطأ 1: استخدام قناع اللحام فوق خطوط الطي الديناميكية.
• تصحيح: قم دائمًا بإزالة قناع اللحام من منطقة الانحناء أو استخدم طبقة التغطية (coverlay). قناع اللحام هش جدًا للانحناء المتكرر وسيتشقق، مما يؤدي في النهاية إلى كسر مسار النحاس تحته.
• الخطأ 2: الفتحات الجماعية مقابل الجيوب الفردية.
  • تصحيح: بالنسبة للدوائر المتكاملة ذات الخطوة الدقيقة، لا تحاول وضع فتحات فردية لطبقة التغطية لكل دبوس. استخدم "فتحة جماعية" (نافذة كبيرة واحدة) لصف الدبابيس بأكمله واستخدم حواجز قناع اللحام إذا كانت هناك حاجة لحماية من التوصيل الزائد.
• الخطأ 3: تجاهل سمك اللاصق في تكوين الطبقات.
  • تصحيح: عند حساب السمك الكلي لموصلات ZIF، تذكر أن طبقة التغطية تضيف سمك الفيلم واللاصق معًا (على سبيل المثال، 25 ميكرومتر + 25 ميكرومتر). تجاهل ذلك يجعل لوحة الدوائر المرنة (FPC) سميكة جدًا للموصل.
• الخطأ 4: تحديد طبقة تغطية "سوداء" بدون سياق.
  • تصحيح: طبقة التغطية السوداء ممتعة من الناحية الجمالية ولكنها تجعل الفحص البصري للمسارات مستحيلاً. تأكد من أن إرشادات DFM الخاصة بك تسمح بذلك، أو استخدم طبقة تغطية كهرمانية للنماذج الأولية.
• الخطأ 5: الزوايا الحادة على شقوق طبقة التغطية.
  • تصحيح: إذا كنت بحاجة إلى شق في لوحة الدوائر المرنة (FPC) لتسهيل الانحناء، فقم بإنهاء الشق بثقب محفور (ثقب إيقاف) لمنع انتشار التمزق.
• الخطأ 6: إغفال اختيار مواد FPC البولي إيميد.
• تصحيح: ليست جميع البولي إيميدات متساوية. استخدام طبقة تغطية لاصقة قياسية (coverlay) على خط إشارة عالي التردد يمكن أن يسبب فقدان الإشارة. استخدم مواد خالية من اللاصق أو طبقات ربط متخصصة منخفضة الفقد لتطبيقات الترددات اللاسلكية (RF).

أسئلة متكررة حول طبقة التغطية (coverlay) مقابل قناع اللحام (solder mask) على لوحات الدوائر المرنة (FPC) (التكلفة، المهلة الزمنية، المواد، الاختبار، معايير القبول)

1. أيهما أغلى، طبقة التغطية (coverlay) أم قناع اللحام (solder mask)؟ طبقة التغطية (coverlay) أغلى بشكل عام. تتضمن تكاليف المواد الخام (فيلم البولي إيميد أغلى من الحبر) وتكاليف المعالجة الميكانيكية (الحفر، التثقيب، المحاذاة، والتصفيح). قناع اللحام هو عملية طباعة دفعية، مما يجعله أرخص للأحجام الكبيرة.

2. كيف يؤثر هذا الاختيار على المهلة الزمنية للتصنيع؟ يمكن أن تضيف طبقة التغطية (coverlay) من يوم إلى يومين إلى المهلة الزمنية مقارنة بقناع اللحام. تتطلب العملية الحفر (CNC)، واللصق المسبق (المحاذاة اليدوية أو الآلية)، ودورة ضغط تصفيح طويلة. قناع اللحام هو عملية معالجة أسرع.

3. هل يمكنني استخدام كل من طبقة التغطية (coverlay) وقناع اللحام (solder mask) على نفس لوحة الدوائر المرنة (FPC)؟ نعم، هذا شائع جدًا. غالبًا ما نطبق طبقة التغطية (coverlay) على طول الجزء المرن بالكامل للمتانة، ثم نطبع قناع اللحام فوق مناطق المكونات (داخل فتحات مجموعة طبقة التغطية) لتحديد الفوط ومنع جسور اللحام.

4. ما هي معايير القبول لتسرب اللاصق (adhesive squeeze-out)؟ وفقًا لمعيار IPC-6013، يُعد تسرب المادة اللاصقة مقبولًا بشرط ألا يتعدى منطقة اللحام القابلة للحام لدرجة تنتهك متطلبات الحد الأدنى لأبعاد منطقة اللحام. عادةً، يُسمح بتسرب يصل إلى 0.05 مم - 0.1 مم على كتف اللحام إذا لم يتم المساس بوصلة اللحام.

5. هل هناك اختلاف في معايير الاختبار لهذه المواد؟ نعم. يتم اختبار الغطاء الواقي (Coverlay) لقوة التقشير والانهيار العازل. يتم اختبار قناع اللحام المرن للالتصاق (اختبار الشريط) والمرونة (اختبار الانحناء بالماندرين). يجب أن يجتاز كلاهما معايير IPC-TM-650.

6. هل يمكن استخدام الغطاء الواقي (Coverlay) لمكونات BGA ذات الخطوة الدقيقة؟ بشكل عام، لا. الحد الأدنى لعرض الشبكة للغطاء الواقي (حوالي 0.25 مم) واسع جدًا بالنسبة لوسادات BGA ذات الخطوة الدقيقة. يجب عليك استخدام "فتحة جماعية" في الغطاء الواقي والاعتماد على قناع اللحام أو الحشوة السفلية للحماية بين وسادات BGA.

7. كيف أحدد اللون؟ الغطاء الواقي (Coverlay) يكون كهرمانيًا بطبيعته (أصفر-برتقالي) بسبب البولي إيميد. يتوفر الغطاء الواقي الأسود ولكنه يكلف أكثر. يأتي قناع اللحام بألوان الأخضر والأسود والأبيض والكهرماني والأزرق. لاحظ أن القناع الأبيض المرن غالبًا ما يصفر بعد إعادة التدفق أكثر من القناع الصلب.

8. هل يؤثر سمك الغطاء الواقي (Coverlay) على المرونة؟ نعم. الغطاء الواقي الأكثر سمكًا (على سبيل المثال، فيلم 2 ميل + لاصق 2 ميل) يكون أكثر صلابة بكثير من المعيار (فيلم 1 ميل + لاصق 1 ميل). للحصول على أقصى مرونة، استخدم أرق غطاء واقي ممكن (فيلم 0.5 ميل) وتأكد من أن طبقة اللاصق ليست أكثر سمكًا من اللازم.

موارد حول طبقة التغطية (coverlay) مقابل قناع اللحام (solder mask) على لوحات الدوائر المطبوعة المرنة (FPC) (صفحات وأدوات ذات صلة)

• قدرات لوحات الدوائر المطبوعة المرنة (Flex PCB): مواصفات تفصيلية حول عدد الطبقات والمواد.
• حلول لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة-المرنة (Rigid-Flex): كيفية دمج اللوحات الصلبة مع الأطراف المرنة.
• التشطيبات السطحية: اختيار ENIG أو OSP لدوائرك المرنة.
• إرشادات التصميم للتصنيع (DFM): قواعد قابلة للتنزيل لتصميم لوحات FPC قابلة للتصنيع.

مسرد طبقة التغطية (coverlay) مقابل قناع اللحام (solder mask) على لوحات الدوائر المطبوعة المرنة (FPC) (مصطلحات رئيسية)

المصطلح	التعريف
طبقة التغطية (Coverlay)	مادة عازلة (بولي إيميد) مع لاصق تستخدم لتغليف وحماية دوائر لوحات FPC.
LPI (سائل قابل للتصوير الضوئي)	قناع لحام قائم على الحبر يتم تحديده فوتوغرافيًا، مما يسمح بدقة أعلى من طبقة التغطية.
بولي إيميد (PI)	فيلم بوليمر مرن ومقاوم لدرجات الحرارة العالية يستخدم كطبقة أساسية وغطاء للوحات FPC.
تسرب اللاصق	تدفق اللاصق الأكريليكي أو الإيبوكسي من تحت طبقة التغطية إلى وسادة النحاس أثناء عملية التصفيح.
الشبكة / السد	الشريط الضيق من المادة المتبقي بين فتحتين أو وسادتين متجاورتين.
الفتحة الجماعية	فتحة واحدة كبيرة في طبقة التغطية تكشف مجموعة من الوسادات (على سبيل المثال، لدائرة متكاملة IC) بدلاً من الثقوب الفردية.
المرونة الديناميكية	تطبيق يتم فيه ثني لوحة FPC بشكل متكرر أثناء التشغيل (يتطلب طبقة تغطية).
المرونة الثابتة	تطبيق يتم فيه ثني لوحة FPC مرة واحدة للتثبيت ثم تبقى ثابتة (قناع اللحام مقبول).
الارتداد المرن	ميل لوحة الدوائر المرنة (FPC) للعودة إلى حالتها المسطحة بعد الانحناء؛ يتأثر بسمك الغطاء الواقي (coverlay).
التثبيت المسبق	عملية تثبيت الغطاء الواقي مؤقتًا بالقلب باستخدام مكاوي اللحام أو آلات التثبيت قبل التصفيح النهائي.
المحاذاة	دقة المحاذاة بين فتحات الغطاء الواقي ووسادات النحاس.
لوحة دوائر مرنة (FPC) بدون لاصق	رقائق يتم فيها ربط النحاس مباشرة بالبوليميد بدون لاصق، مما يسمح بتصاميم أرق وأكثر مرونة.

الخلاصة: الغطاء الواقي (coverlay)على وحات الدوائر المرنة (FPC) – الخطوات التالية

إن الاختيار بين الغطاء الواقي (coverlay) وقناع اللحام على لوحة الدوائر المرنة (FPC) هو توازن بين المتانة الميكانيكية، وكثافة المكونات، والتكلفة. إذا كان جهازك يتحرك، ينحني، أو ينطوي أثناء الاستخدام، فإن الغطاء الواقي هو الخيار الإلزامي للموثوقية. إذا كان تصميمك ثابتًا ويتطلب تجميع SMT عالي الكثافة، فإن قناع اللحام المرن يوفر الدقة التي تحتاجها. بالنسبة للتصاميم المعقدة، غالبًا ما ينتج النهج الهجين أفضل النتائج.

في APTPCB، نحن متخصصون في تحسين هذه التكوينات الطبقية لقابلية التصنيع. عندما تكون مستعدًا للانتقال من المفهوم إلى الإنتاج، يرجى تقديم ما يلي لمراجعة شاملة لتصميم قابلية التصنيع (DFM):

• ملفات Gerber: بما في ذلك الطبقات المحددة للقناع والغطاء الواقي.
• مخطط التكوين الطبقي: تحديد سمك الفيلم والمادة اللاصقة.
• نوع التطبيق: استخدام ديناميكي أو ثابت (حاسم لمراجعتنا الهندسية).
• التشطيب السطحي: ENIG، Immersion Silver، أو OSP. تواصل مع فريق الهندسة لدينا اليوم للتأكد من أن دوائرك المرنة مصممة لتدوم طويلاً.

Related links

• لوحات الدوائر المرنة النحاسية بدون لاصق (adhesiveless copper FPC)
• قدراتنا في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة-المرنة
• تطبيق التشطيب السطحي
• إرشادات DFM