تُعد عملية ربط لاصق PSA والمقوي خطوة حاسمة بعد التصنيع في صناعة الدوائر المرنة تضمن الاستقرار الميكانيكي للمكونات والموصلات. في APTPCB (مصنع APTPCB للوحات الدوائر المطبوعة)، نرى أن الربط غير السليم غالبًا ما يؤدي إلى أعطال موصلات ZIF أو تفكك الطبقات أثناء التجميع. يشرح هذا الدليل المواصفات الهندسية وخطوات العملية ومعايير الجودة المطلوبة لتحقيق ربط موثوق بين الدائرة المطبوعة المرنة (FPC) والمقويات الصلبة.

يربط اللاصق الحساس لضغط (PSA) والمقوي – إجابة سريعة (30 ثانية)

• الوظيفة: يربط اللاصق الحساس للضغط (PSA) المواد الصلبة (FR4، البولي إيميد، الفولاذ المقاوم للصدأ) بالدوائر المرنة (FPC) لتعزيز مناطق محددة لتركيب المكونات أو إدخال ZIF.
• المواد الرئيسية: تشمل لاصقات PSA الشائعة 3M 467MP (0.05 مم) أو 3M 9077 (درجة حرارة عالية). عادةً ما تكون المقويات من FR4 (0.2 مم–1.5 مم) أو PI (0.075 مم–0.225 مم).
• نوع العملية: على عكس المواد اللاصقة المتصلبة بالحرارة (TSA) التي تتطلب حرارة وضغطًا عاليين للمعالجة، يعتمد PSA على ضغط التلامس الأولي والوقت لترطيب السطح.
• التفاوت الحرج: تفاوت المحاذاة القياسي هو ±0.15 مم؛ يمكن للأدوات الدقيقة تحقيق ±0.10 مم.
• توافق إعادة التدفق: يمكن لمعظم لاصقات PSA القياسية تحمل ملفات تعريف إعادة التدفق الخالية من الرصاص، لكن APTPCB توصي بخبز الدائرة المرنة (FPC) قبل الربط لإزالة الرطوبة التي تسبب التقرح.
• خطأ شائع: لمس السطح اللاصق أو ضغط التصفيح غير الكافي يؤدي إلى تكوين فراغات هوائية، مما يسبب "تأثير الفشار" أثناء اللحام.

يربط اللاصق الحساس لضغط (PSA) والمقوي (ومتى لا تنطبق)

يعد فهم متى يتم استخدام PSA مقابل أغشية الربط الحراري أمرًا بالغ الأهمية لـ اختيار مواد FPC البولي إيميد.

متى يتم استخدام ربط PSA:

• تعزيز موصلات ZIF: إضافة سمك إلى "أصابع" FPC لتلبية متطلبات السمك الإجمالي البالغ 0.3 مم لموصلات قوة الإدخال الصفرية (Zero Insertion Force).
• دعم المكونات: منع كسور الإجهاد على وصلات اللحام للمكونات الثقيلة (BGAs، الموصلات) في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة المرنة.
• التجميع اليدوي: يسمح PSA بعمليات "قشر والصق" (وإن كانت بمساعدة أدوات تثبيت) وهي أسرع للأحجام المنخفضة أو الأشكال المعقدة من الضغط الحراري.
• قابلية إعادة العمل: على الرغم من صعوبتها، يمكن أحيانًا إزالة واستبدال مقويات PSA دون تدمير FPC، على عكس الروابط الحرارية.

متى لا يتم استخدام ربط PSA:

• مناطق الانثناء الديناميكي: يجب عدم وضع المقويات أبدًا في منطقة الانثناء؛ فالحد الحاد للمقوي سيقطع المسارات أثناء الحركة.
• بيئات القص العالي: إذا تعرض المقوي لقوة جانبية ثابتة، فإن اللاصق الحراري (TSA) يوفر رابطة كيميائية أقوى من PSA.
• الدورات الحرارية القصوى: قد تفقد مواد PSA الأكريليكية القياسية قوة الالتصاق بمرور الوقت إذا تعرضت لدورات مستمرة فوق 150 درجة مئوية.
• الختم المحكم: مادة PSA مسامية على المستوى المجهري ولا توفر ختمًا محكمًا ضد تسرب الرطوبة مقارنة بتدفق الإيبوكسي.

يربط اللاصق الحساس لضغط (PSA) والمقوي (المعلمات والحدود الرئيسية)

يضمن الالتزام بهذه المعلمات أن عملية ربط PSA والمقوي تنتج منتجًا متينًا.

القاعدة / المعلمة	القيمة / النطاق الموصى به	لماذا يهم	كيفية التحقق	إذا تم تجاهله (المخاطر)
سمك PSA	0.05 مم (2 ميل) أو 0.13 مم (5 ميل)	يحدد سمك خط الربط وملاءمة ZIF.	تحليل المقطع العرضي أو الميكرومتر.	الموصل لن يتناسب أو سيكون فضفاضًا جدًا.
محاذاة المقوي	±0.15 مم (قياسي)	يضمن محاذاة الوسادات/الأصابع مع جهات اتصال الموصل.	القياس البصري (CMM/VMS).	دوائر مفتوحة أو قصر في مقبس ZIF.
ضغط التصفيح	15-30 PSI (بكرة/مكبس)	ينشط المادة اللاصقة ويزيل الهواء المحبوس.	مستشعر الضغط على آلة التصفيح.	فقاعات هواء، انفصال أثناء إعادة التدفق.
خشونة السطح	Ra < 1.6 ميكرومتر	تحتاج PSA إلى سطح أملس لأقصى مساحة تلامس.	مقياس التشكيل.	ضعف قوة الربط؛ يسقط المقوي.
وقت الانتظار	24-72 ساعة	تزداد قوة PSA بمرور الوقت (الترطيب).	سجل الإنتاج / تتبع الوقت.	ينزاح المقوي أثناء الشحن/التجميع.
ملف حافة المقوي	مشطوف أو أملس	الحواف الحادة تقطع طبقة التغطية أو البولي إيميد الأساسي.	الفحص البصري (تكبير 10x).	كسر المسار عند حافة المقوي.
تراجع اللاصق	0.2 مم من الحافة	يمنع تسرب/نزيف اللاصق على الوسادات.	الفحص البصري.	وسادات لحام ملوثة؛ ترطيب ضعيف.
الخبز قبل الربط	120 درجة مئوية لمدة 2-4 ساعات	يزيل الرطوبة من البولي إيميد لمنع البخار.	سجلات الفرن.	تقرحات/تأثير الفشار تحت المقوي.
توافق المواد	PSA أكريليك مقابل سيليكون	يطابق طاقة سطح FPC (البولي إيميد مقابل قناع اللحام).	مراجعة ورقة البيانات.	فشل الالتصاق الفوري.
حد درجة الحرارة	260 درجة مئوية (على المدى القصير)	يجب أن يتحمل لحام إعادة التدفق.	ورقة البيانات / اختبار تعويم اللحام.	ينفصل المقوي في فرن إعادة التدفق.

يربط اللاصق الحساس لضغط (PSA) والمقوي (نقاط فحص العملية)

اتبع هذه الخطوات لتنفيذ سير عمل ربط قوي.

1. تحضير السطح:

   • الإجراء: نظف سطح FPC باستخدام التنظيف بالبلازما أو كحول الأيزوبروبيل.
   • المعلمة: طاقة السطح > 38 داين/سم.
   • التحقق: اختبار كسر الماء أو اختبار قلم الداين. تأكد من عدم وجود بصمات أصابع أو زيت.

2. تحضير المقوي و PSA:

   • الإجراء: قم بقص المقوي و PSA. لتصاميم FPC النحاسية الخالية من اللاصق، تأكد من أن PSA مطبق مسبقًا على المقوي، وليس على FPC.
   • المعلمة: تحمل القطع ±0.05 مم.
   • التحقق: تحقق من الأبعاد مقابل طبقة Gerber الميكانيكية.

3. محاذاة القالب:

   • الإجراء: ضع لوحة الدوائر المرنة (FPC) على أداة محاذاة مخصصة (قالب) مزودة بدبابيس توجيه.
   • المعلمة: خلوص الدبوس < 0.05 مم لتثبيت محكم.
   • التحقق: تأكد من أن لوحة الدوائر المرنة (FPC) مستوية دون انبعاج.

4. تطبيق الترابط:

   • الإجراء: قم بإزالة البطانة الواقية من المقوي وضعه على لوحة الدوائر المرنة (FPC) باستخدام القالب.
   • المعلمة: دقة الوضع ±0.1 مم.
   • التحقق: فحص بصري لأي اختلال كبير قبل الضغط.

5. التصفيح (الضغط):

   • الإجراء: طبق ضغطًا موحدًا باستخدام مكبس بارد أو آلة تصفيح ساخنة (60 درجة مئوية تساعد على التبلل).
   • المعلمة: 20 PSI لمدة 10-20 ثانية.
   • التحقق: افحص بحثًا عن فقاعات هواء محاصرة بين اللاصق الحساس للضغط (PSA) ولوحة الدوائر المرنة (FPC).

6. المعالجة / فترة الانتظار:

   • الإجراء: اترك التجميع ليرتاح. بينما لا "يعالج" اللاصق الحساس للضغط (PSA) مثل الإيبوكسي، فإنه يحتاج إلى وقت للتدفق إلى الميزات الدقيقة للسطح.
   • المعلمة: 24 ساعة كحد أدنى في درجة حرارة الغرفة قبل إعادة التدفق.
   • التحقق: اختبار التقشير على عينة اختبار (اختبار تدميري).

7. الفحص النهائي:

   • الإجراء: قم بقياس السماكة الكلية في منطقة تلامس ZIF.
   • المعلمة: تحمل السماكة الكلية ±0.03 مم (حرج لـ ZIF).
   • التحقق: مقياس Go/No-Go أو ميكرومتر.

يربط اللاصق الحساس لضغط (PSA) والمقوي وإصلاحها (أنماط الفشل والإصلاحات)

حتى مع إرشادات DFM القوية للمقويات، يمكن أن تحدث عيوب. استخدم هذا الجدول لتشخيص المشكلات.

العرض: فقاعات هواء تحت المقوي

• الأسباب: ضغط تصفيح غير متساوٍ؛ حطام على السطح؛ رطوبة في FPC.
• الفحوصات: فحص بكرات التصفيح؛ التحقق من عدد الجسيمات في الغرفة النظيفة.
• الإصلاح: زيادة ضغط التصفيح؛ خبز FPC قبل الربط.
• الوقاية: تطبيق التصفيح الفراغي للمقويات الكبيرة.

العرض: عدم محاذاة المقوي

• الأسباب: تآكل الرقصة (Jig)؛ تفاوت دبوس التوجيه فضفاض جدًا؛ خطأ المشغل.
• الفحوصات: قياس قطر دبوس الرقصة؛ التحقق من حجم فتحة FPC.
• الإصلاح: استبدال رقصات المحاذاة؛ تشديد تفاوتات الفتحات في الحفر.
• الوقاية: استخدام أنظمة المحاذاة البصرية للتصاميم عالية الكثافة.

العرض: تسرب اللاصق (نزيف)

• الأسباب: ضغط مفرط؛ درجة حرارة عالية جدًا أثناء التصفيح؛ قطع PSA قريب جدًا من الحافة.
• الفحوصات: فحص مسافة سحب PSA في التصميم.
• الإصلاح: تقليل الضغط؛ زيادة سحب PSA (0.2 مم كحد أدنى).
• الوقاية: تصميم طبقة PSA أصغر بمقدار 0.2 مم من محيط المقوي.

العرض: سقوط المقوي (فشل الالتصاق)

• الأسباب: تلوث السطح (زيت/بصمات أصابع)؛ نوع PSA خاطئ؛ وقت تلامس غير كافٍ.
• الفحوصات: مستوى Dyne لسطح FPC؛ تاريخ انتهاء صلاحية PSA.
• الإصلاح: تحسين عملية التنظيف؛ التبديل إلى PSA أكريليك عالي الالتصاق.
• الوقاية: تعامل مع لوحات الدوائر المرنة (FPCs) بالقفازات فقط؛ تأكد من فترة سكون 24 ساعة قبل الاختبار.

العرض: إدخال موصل ZIF ضيق جدًا

• الأسباب: المقوي سميك جدًا؛ PSA سميك جدًا؛ تدفق اللاصق يزيد الارتفاع.
• الفحوصات: قياس السماكة الكلية للتراكم.
• الإصلاح: التغيير إلى مقوي أرق (مثل من 0.2 مم إلى 0.15 مم) أو PSA أرق.
• الوقاية: إجراء تحليل التراكم خلال مرحلة عرض السعر.

العرض: تمزق لوحة الدوائر المرنة (FPC) عند حافة المقوي

• الأسباب: تركيز الإجهاد؛ حافة المقوي حادة؛ الانحناء بالقرب من المقوي.
• الفحوصات: فحص التصميم لقرب نصف قطر الانحناء.
• الإصلاح: إضافة تداخل طبقة التغطية (coverlay) على المقوي؛ إبعاد نقطة الانحناء.
• الوقاية: استخدام مقوي "متدرج" أو إضافة حبة تخفيف الإجهاد من الإيبوكسي.

يربط اللاصق الحساس لضغط (PSA) والمقوي (قرارات التصميم والمقايضات)

يتضمن اختيار المعايير الصحيحة لـ عملية ربط PSA والمقوي الموازنة بين التكلفة والقوة الميكانيكية والأداء الحراري.

1. ربط PSA مقابل ربط بالحرارة (TSA)

• اختر PSA إذا: كنت بحاجة إلى حل فعال من حيث التكلفة لموصلات ZIF القياسية، وكان المقوي مخصصًا بشكل أساسي للمسافة/السماكة، وكانت درجة حرارة التشغيل أقل من 100 درجة مئوية بشكل مستمر. إنه معيار للمقويات من نوع FR4 و PI.
• اختر TSA إذا: يعمل المقوي كمشتت حراري (مقوي معدني)، يتطلب تأريضًا (ربط موصل)، أو تواجه التجميعة اهتزازات/قوى قص عالية. يتطلب TSA دورة ضغط حراري (مماثلة للتصفيح)، مما يزيد من المهلة والتكلفة.

2. اختيار مادة المقوي

• FR4: الأفضل لموصلات ZIF ودعم المكونات. صلب، رخيص، ويحافظ على السماكة جيدًا.
• بولي إيميد (PI): الأفضل لـ "زيادة سمك" الكابل قليلاً مع الحفاظ على بعض المرونة، أو لتغطية أصابع التلامس على الجانب الخلفي.
• الفولاذ المقاوم للصدأ / الألومنيوم: الأفضل لتبديد الحرارة أو الصلابة القصوى. يتطلب PSA أو TSA متخصصًا للربط بفعالية بالمعدن.

3. الربط اليدوي مقابل الربط الآلي

• يدوي: مناسب للنماذج الأولية والكميات المنخفضة. يعتمد بشكل كبير على مهارة المشغل والقوالب.
• آلي: يستخدم الربط بالالتقاط والوضع (pick-and-place) للإلكترونيات الاستهلاكية ذات الحجم الكبير. يتطلب توفير المقويات بتنسيق شريط وبكرة، مما يزيد من تكاليف NRE.

يربط اللاصق الحساس لضغط (PSA) والمقوي (DFM)

س: كيف تؤثر عملية ربط PSA والمقوي على تكلفة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)؟ ج: إنها تضيف تكلفة المواد (المقوي + اللاصق) والعمالة (المحاذاة والتصفيح). بالنسبة للأشكال البسيطة، يكون التأثير منخفضًا (10-15%). بالنسبة للتصاميم المعقدة متعددة المقويات التي تتطلب دقة عالية، يمكن أن تزيد التكلفة بنسبة 30-40%.

س: ما هي المهلة القياسية لـ FPC مع المقويات؟ A: عادةً ما يضيف إضافة المقويات من يوم إلى يومين إلى المهلة الزمنية القياسية لـ هياكل لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة المرنة أو لوحات الدوائر المطبوعة المرنة، وذلك بسبب وقت المعالجة/الانتظار الإضافي وخطوات الفحص.

س: هل يمكنني إعادة تدفق اللوحة فورًا بعد الربط؟ ج: لا. نوصي بوقت انتظار لا يقل عن 24 ساعة للسماح لـ PSA بترطيب السطح بالكامل. يمكن أن تتسبب إعادة التدفق الفورية في إطلاق الغازات والفقاعات لأن قوة الربط لم تبلغ ذروتها بعد.

س: ما هي الملفات التي أحتاج إلى إرسالها لـ DFM بخصوص المقويات؟ ج: يجب عليك توفير طبقة ميكانيكية في ملفات Gerber الخاصة بك تحدد موضع المقوي ونوع المادة (FR4/PI/فولاذ) والسمك. وضح بوضوح أي جانب (العلوي/السفلي) ينطبق عليه المقوي.

س: كيف تختبرون جودة ربط PSA؟ ج: نقوم بإجراء اختبار قوة التقشير (IPC-TM-650) على عينات الاختبار وفحص بصري (AOI أو يدوي) للمحاذاة والفراغات الهوائية. بالنسبة لمناطق ZIF، نقيس السمك الكلي باستخدام ميكرومتر.

س: هل PSA موصل؟ ج: PSA القياسي (مثل 3M 467MP) عازل. إذا كنت بحاجة إلى تأريض مقوي معدني إلى مستوى أرضي FPC، فيجب عليك تحديد لاصق موصل كهربائيًا (ECA) أو PSA يحتوي على جزيئات موصلة (مثل 3M 9703).

س: هل يمكن تطبيق المقويات على مواد FPC النحاسية الخالية من اللاصق؟ ج: نعم. في الواقع، غالبًا ما تتمتع المواد الخالية من اللاصق بثبات أبعاد أفضل، مما يسهل محاذاة المقويات. يلتصق PSA جيدًا بقاعدة البولي إيميد للرقائق الخالية من اللاصق. س: ما هي المسافة الدنيا بين المقوي ولوحة اللحام؟ ج: نوصي بمسافة لا تقل عن 0.5 مم بين حافة المقوي ولوحة اللحام الأقرب لمنع الإجهاد على وصلة اللحام والسماح بتسجيل طبقة التغطية (coverlay).

س: هل يمكنني استخدام مقويات متعددة بسماكات مختلفة على لوحة FPC واحدة؟ ج: نعم، ولكن هذا يعقد عملية التصفيح. قد يتطلب الأمر خطوات ربط متعددة أو تجهيزات متخصصة لتطبيق الضغط بالتساوي على ارتفاعات مختلفة، مما يزيد من رسوم NRE.

س: ماذا يحدث إذا لم يتم طرح سمك PSA من إجمالي سمك ZIF؟ ج: سيكون الموصل سميكًا جدًا بحيث لا يمكن إدخاله، أو سيتطلب الإدخال قوة مفرطة تلحق الضرر بدبابيس الموصل. حدد دائمًا ما إذا كان متطلب السمك الخاص بك يتضمن طبقة PSA.

يربط اللاصق الحساس لضغط (PSA) والمقويات (صفحات وأدوات ذات صلة)

• تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة المرنة: نظرة عامة على إمكانيات المرونة بما في ذلك خيارات المقويات.
• إرشادات DFM: قواعد تصميم مفصلة لوضع المقويات والتفاوتات.
• هياكل لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة-المرنة: بدائل متقدمة للمقويات البسيطة للتجميعات ثلاثية الأبعاد المعقدة.

يربط اللاصق الحساس لضغط (PSA) والمقويات (مصطلحات رئيسية)

المصطلح	التعريف
PSA (Pressure Sensitive Adhesive)	لاصق يلتصق عند تطبيق الضغط، دون الحاجة إلى تنشيط حراري أو معالجة كيميائية.
Stiffener	قطعة صلبة من المواد (FR4، PI، فولاذ) مغلفة بدائرة مرنة لتوفير الدعم الميكانيكي.
Release Liner	الفيلم الورقي أو البلاستيكي الذي يغطي اللاصق والذي يتم إزالته قبل اللصق.
Dwell Time	الوقت المطلوب لتدفق اللاصق الحساس للضغط (PSA) وتحقيق أقصى قوة ربط بعد التطبيق.
ZIF (Zero Insertion Force)	نوع من الموصلات يتطلب سمكًا دقيقًا للوحة الدوائر المرنة (FPC) (بما في ذلك المقوي) لاتصال موثوق.
Coverlay	الطبقة العازلة على لوحة الدوائر المرنة (FPC)؛ عادة ما يتم ربط المقويات فوق طبقة التغطية.
Adhesiveless FPC	مادة مرنة حيث يتم ربط النحاس مباشرة بالبولي إيميد (PI) بدون لاصق أكريليك؛ توفر أداءً حراريًا أفضل.
Thermoset Adhesive (TSA)	لاصق يعالج بشكل دائم بالحرارة والضغط؛ أقوى من اللاصق الحساس للضغط (PSA) ولكنه أصعب في المعالجة.
Wet-Out	قدرة اللاصق على الانتشار وتغطية عدم انتظام سطح الركيزة.
Jig / Fixture	أداة مخصصة تستخدم لمحاذاة المقوي مع لوحة الدوائر المرنة (FPC) بدقة عالية أثناء اللصق.

يربط اللاصق الحساس لضغط (PSA) والمقويات

هل أنت مستعد لنقل تصميم لوحة الدوائر المطبوعة المرنة (Flex PCB) إلى الإنتاج؟ تقدم APTPCB مراجعات شاملة لتصميم قابلية التصنيع (DFM) لتحسين وضع المقويات واختيار المواد وتكوين الطبقات من حيث التكلفة والموثوقية. للحصول على عرض أسعار دقيق وDFM، يرجى إرسال:

• ملفات Gerber: يجب أن تتضمن طبقة ميكانيكية مخصصة للمقويات.
• رسم التصنيع: حدد مادة المقوي (FR4/PI/SS)، السمك، ونوع PSA.
• تفاصيل التراص: متطلبات السماكة الكلية (خاصة لأصابع ZIF).
• الكمية: تؤثر أحجام الإنتاج (النماذج الأولية مقابل الإنتاج الضخم) على طريقة الأدوات (يدوي مقابل آلي).

يربط اللاصق الحساس لضغط (PSA) والمقويات

إن عملية ربط PSA والمقويات هي أكثر من مجرد لصق مادتين معًا؛ فهي تتطلب تحكمًا دقيقًا في المحاذاة والضغط وتوافق المواد لضمان أداء دوائرك المرنة بشكل موثوق به في الميدان. باتباع قواعد سمك PSA ووقت التثبيت وإعداد السطح، يمكنك منع الأعطال الشائعة مثل الانفصال ومشاكل اتصال ZIF. سواء كنت تصمم وصلة بسيطة أو تجميعًا مرنًا معقدًا متعدد الطبقات، فإن الاهتمام بتفاصيل الربط هذه أمر ضروري لنجاح التصنيع.

Related links

• تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة المرنة
• إرشادات DFM القوية للمقويات
• هياكل لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة المرنة