في عملية تصنيع لوحة الدائرة المطبوعة، تعتبر مرحلة التشكيل خطوة أساسية في معالجة لوحة الدائرة المكتملة إلى الشكل والحجم الذي يلبي متطلبات التصميم. تعد طرق تشكيل لوحات الدوائر المطبوعة المختلفة مناسبة لاحتياجات الإنتاج المختلفة، وهناك اختلافات كبيرة في خصائصها التقنية وسيناريوهات التطبيق.
1، المعالجة الميكانيكية والتشكيل
تشكيل المعالجة الميكانيكية هو طريقة تشكيل لوحة دوائر مطبوعة تقليدية نسبيًا ومستخدمة على نطاق واسع، بما في ذلك بشكل أساسي تشكيل الطحن والختم.
(1) معالجة الطحن
الطحن هو استخدام آلات الطحن CNC لقطع لوحات الدوائر المطبوعة باستخدام قواطع طحن دوارة عالية السرعة. قبل المعالجة، من الضروري إنشاء رموز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي استنادًا إلى ملف تصميم لوحة الدوائر المطبوعة للتحكم بدقة في مسار قاطع الطحن. عادة ما تكون قواطع الطحن مصنوعة من مادة فولاذ التنغستن، بقطر يتراوح بشكل عام بين 0.8-3 مم، ويمكن اختيارها بمرونة وفقًا لسمك الصفائح المعدنية ومتطلبات دقة القطع. هذه الطريقة مناسبة لمعالجة لوحات الدوائر المطبوعة ذات الأشكال المختلفة، خاصة لوحات الدوائر ذات الأشكال المعقدة ومتطلبات الدقة العالية، مثل اللوحات ذات الأشكال غير المنتظمة، ولوحات الدوائر المطبوعة ذات الشقوق أو الثقوب غير المنتظمة. تكمن ميزتها في دقة المعالجة العالية، والتي يمكن التحكم فيها بشكل عام ضمن ± 0.1 مم، ويمكن أن تتكيف مع احتياجات الإنتاج للدفعات الصغيرة والأصناف المتعددة؛ لكن العيب هو أن سرعة المعالجة بطيئة نسبيًا، وأدوات القطع بها مشاكل تآكل، وتحتاج إلى الاستبدال بانتظام، وستزداد تكلفة المعالجة أيضًا وفقًا لذلك. بالإضافة إلى ذلك، قد يؤثر الحطام والغبار الناتج أثناء عملية الطحن على بيئة المعالجة وجودة المنتج، ويجب تجهيز معدات التفريغ المقابلة.
(2) تشكيل الختم
يتم استخدام تشكيل الختم بشكل رئيسي في لوحات الدوائر المطبوعة القياسية المنتجة بكميات كبيرة. المبدأ هو التصنيع المسبق للقالب الذي يطابق شكل لوحة الدائرة المطبوعة، وتطبيق الضغط من خلال مكبس التثقيب لتشكيل لوحة الدائرة المطبوعة بسرعة تحت تأثير القالب. عادة ما تكون قوالب الختم مصنوعة من سبائك صلبة، والتي تتميز بالصلابة العالية ومقاومة التآكل. تتميز هذه الطريقة بكفاءة إنتاجية عالية للغاية، ويمكن تشكيل لوحات دوائر مطبوعة متعددة في ختم واحد، وهي مناسبة لإنتاج لوحات دوائر ذات مظهر منتظم وحجم موحد، مثل لوحة الدوائر المطبوعة العالمية في المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية. وتتمثل مزاياها في كفاءة الإنتاج العالية، والتكلفة المنخفضة، والقدرة على تلبية احتياجات الإنتاج على نطاق واسع-؛ ومع ذلك، فإن تكلفة إنتاج القالب مرتفعة والدورة طويلة. إذا تغير تصميم المنتج، فإن القالب يحتاج إلى إعادة تصنيعه، مما يؤدي إلى ضعف المرونة. ولذلك، فهي ليست مناسبة لإنتاج دفعة صغيرة أو مخصصة.
2، تشكيل القطع بالليزر
قولبة القطع بالليزر هي عملية استخدام شعاع ليزر عالي الكثافة-لإشعاع لوحة دوائر مطبوعة، مما يتسبب في ذوبان وتبخير الصفائح المعدنية بشكل فوري محليًا، وبالتالي تحقيق فصل القطع. وفقًا لمصادر الليزر المختلفة، يمكن تقسيمها إلى قطع بالليزر CO ₂ وقطع بالليزر فوق بنفسجي.
(1) القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون
يبلغ الطول الموجي لليزر ثاني أكسيد الكربون 10.6 ميكرومتر، ويتم امتصاص طاقته بشكل أساسي من خلال المواد العضوية الموجودة في لوحة الدوائر المطبوعة، مثل الراتنج والألياف الزجاجية وما إلى ذلك. أثناء عملية القطع، يقوم شعاع الليزر بالمسح على طول مسار محدد مسبقًا، مما يؤدي إلى تسخين المادة بسرعة إلى درجة حرارة التبخر لتشكيل قطع. يتميز القطع بالليزر CO ₂ بالسرعة والكفاءة العالية، وهو مناسب لقطع لوحات الدوائر المطبوعة بسماكة رقيقة (أقل من 2 مم عمومًا)، ويستخدم بشكل خاص على نطاق واسع في تشكيل ومعالجة لوحات الدوائر المرنة. يمكنها معالجة الأشكال المعقدة بعرض خط لا يقل عن 0.15 مم وحواف قطع ناعمة، دون الحاجة إلى تلميع لاحق. ومع ذلك، فإن القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون سيولد منطقة معينة تتأثر بالحرارة، مما قد يتسبب في تفحيم المواد المتطورة، مما يؤثر على الأداء الكهربائي وجودة مظهر لوحة الدائرة.
(2) القطع بالليزر فوق البنفسجية
الطول الموجي لليزر فوق البنفسجي قصير نسبيًا، عادة حوالي 355 نانومتر، وطاقة الفوتون عالية. يمكنه كسر الروابط الجزيئية للمواد بشكل مباشر من خلال التفاعلات الكيميائية الضوئية، مما يحقق "المعالجة الباردة". لا تحتوي هذه الطريقة تقريبًا على منطقة متأثرة بالحرارة ودقة قطع عالية للغاية، تصل إلى ± 0.02 مم، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لمعالجة لوحات الدوائر المطبوعة عالية الدقة والموثوقية-، مثل لوحات التوصيل البيني عالية الكثافة-، وركائز تعبئة أشباه الموصلات، وما إلى ذلك. كما يمكن للقطع بالليزر فوق البنفسجي معالجة لوحات لوحات الدوائر المطبوعة المصنوعة من مواد خاصة مثل السيراميك والمعادن، مع مجموعة واسعة من التطبيقات؛ ومع ذلك، فإن تكلفة المعدات مرتفعة وكفاءة المعالجة منخفضة نسبيا. حاليًا، يتم استخدامه بشكل رئيسي في إنتاج-منتجات لوحات الدوائر المطبوعة المتطورة.
3، تشكيل النقش الكيميائي
قولبة الحفر الكيميائي هي استخدام الكواشف الكيميائية لتآكل شرائح النحاس -المغطاة بشكل انتقائي، وبالتالي تكوين شكل لوحة الدائرة المطلوبة. قبل التشكيل، يجب تشكيل طبقة مقاومة للتآكل- على سطح الصفائح النحاسية- باستخدام تقنية الطباعة الحجرية الضوئية لحماية المناطق التي لا تتطلب النقش. بعد ذلك، يتم غمر الصفائح المعدنية في محلول الحفر لإذابة وإزالة رقائق النحاس غير المحمية. تعتبر قوالب الحفر الكيميائي مناسبة لإنتاج لوحات دوائر مطبوعة ذات مظهر بسيط ومتطلبات دقة منخفضة، مثل لوحات دوائر أحادية الجانب - أو بعض المنتجات الإلكترونية الحساسة للتكلفة. مزاياها هي أنها لا تتطلب معدات ميكانيكية معقدة، ولها تكاليف إنتاج منخفضة، ويمكنها معالجة دوائر رقائق النحاس الرفيعة للغاية؛ لكن العيوب واضحة تمامًا أيضًا. من الصعب التحكم في عملية النقش بدقة، ودقة التشكيل منخفضة، بشكل عام ضمن ± 0.2-0.3 مم. بالإضافة إلى ذلك، فإن محلول النقش الكيميائي يسبب تلوثًا معينًا للبيئة ويجب معالجته بشكل صحيح.
4، طرق صب أخرى
(1) قطع المياه النفاثة
القطع بنفث الماء هو استخدام نفاثات ماء عالية الضغط-تحمل مواد كاشطة لقطع لوحات الدوائر المطبوعة. هذه الطريقة مناسبة لقطع لوحات الدوائر المطبوعة بمختلف السماكات والمواد، خاصة لمعالجة لوحات الدوائر ذات الصلابة العالية مثل السيراميك والركائز المعدنية. لا يحتوي القطع بنفث الماء على منطقة تتأثر بالحرارة وجودة قطع جيدة، بدقة تبلغ ± 0.1 مم. ومع ذلك، أثناء عملية القطع، يتم توليد ضوضاء كبيرة، ويمكن أن يكون لنفث الماء تأثير معين على لوحة الدائرة، مما قد يؤثر على أداء المكونات الموجودة على اللوحة. وفي الوقت نفسه، تكلفة تشغيل المعدات مرتفعة.
(2) تشكيل القالب
في بعض السيناريوهات الخاصة، مثل إنتاج لوحات دوائر مطبوعة ذات هياكل خاصة ثلاثية الأبعاد-، يتم استخدام طرق تشكيل القالب. قم بحقن مادة الراتنج السائلة في تجويف القالب من خلال القولبة بالحقن، وقم بتضمين لوحة الدائرة الكهربائية المعدة مسبقًا فيه. بعد المعالجة، قم بتشكيل مكونات لوحة الدوائر المطبوعة بأشكال ووظائف محددة. يمكن لهذه الطريقة تحقيق القولبة المتكاملة للوحات الدوائر والأغلفة، مما يحسن تكامل وموثوقية المنتجات. ومع ذلك، فإن تصميم القالب وإنتاجه معقدان ومكلفان، ويستخدمان بشكل أساسي لإنتاج منتجات مخصصة محددة.