في مجال الهندسة الإلكترونية، تعمل لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs)، والمعروفة أيضًا باسم لوحات الأسلاك المطبوعة (PWBs)، بمثابة منصة أساسية للتوصيل الكهربائي للمكونات الإلكترونية. منذ بدايتها، نضجت عمليات تصميم وتصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل كبير، مع ظهور الدبابيس والرؤوس كعناصر حاسمة توفر المرونة وسيناريوهات التطبيق المتنوعة.
تشكل مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور جوهر الأجهزة الإلكترونية الحديثة، وتجد تطبيقات في قطاعات السيارات والحوسبة والتحكم الصناعي والمعدات الطبية والقطاعات العسكرية والاتصالات. تسهل هذه اللوحات توصيل الطاقة ونقل الإشارة من خلال دوائر معقدة. لضمان اتصالات موثوقة بين المكونات الإلكترونية، تشتمل تصميمات ثنائي الفينيل متعدد الكلور عادةً على أنظمة الموصلات بما في ذلك المسامير والرؤوس والمقابس المقابلة للحفاظ على أداء كهربائي وميكانيكي مستقر.
تعتبر الرؤوس عمومًا جزءًا من نظام موصل مكون من قطعتين يتكون من رؤوس ذكر (دبابيس) ورؤوس أنثى (مآخذ). يعتمد هذا التمييز على تصميمها المادي، حيث تتميز الرؤوس الذكور بدبابيس بارزة يتم إدخالها في المقابس الأنثوية. بينما يمكن توصيل مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور مباشرة عبر الأسلاك، فإن الطريقة الأكثر شيوعًا تستخدم دبابيس ورؤوس مثبتة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور والتي تتفاعل مع المقابس المقابلة. توفر هذه الطريقة تكوينات اتصال متعددة بما في ذلك الزاوية اليمنى إلى الزاوية اليمنى، والزاوية اليمنى إلى الزاوية المستقيمة (الأكثر شيوعًا)، والمستقيمة إلى المستقيمة (تحظى بشعبية متزايدة للاتصالات المكدسة أو ذات نمط الساندويتش).
يوفر الجمع بين الرؤوس والمقابس مرونة استثنائية في التصميم لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. من خلال اختيار أنواع مختلفة من المسامير والمقابس، يمكن للمصممين تنفيذ توصيلات كهربائية متنوعة دون الحاجة إلى موصلات مستقلة متعددة. يمكن تكييف هذه المكونات مع تخطيطات مختلفة لتلبية متطلبات التطبيقات المتنوعة.
تمتد قيمة الدبابيس والرؤوس إلى ما هو أبعد من مرونة التصميم لتشمل طرق إنهاء متعددة:
تشتمل طريقة تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور التقليدية هذه على اللحام الموجي واللحام الانتقائي واللحام اليدوي. يتضمن اللحام الموجي - وهي عملية سريعة وشائعة نسبيًا - تمرير ثنائي الفينيل متعدد الكلور عبر موجة من اللحام المنصهر لتوصيل أطراف المكونات بمنصات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. عادةً ما يقتصر اللحام على جانب واحد من اللوحة، ويتطلب اللحام على الوجهين طرقًا انتقائية أو يدوية.
نهج مختلط يجمع بين عمليات تقنية التثبيت السطحي (SMT) والقوة عبر الفتحة. تتطلب هذه الطريقة مواد مكونة (مثل البلاستيك) لتحمل درجات حرارة فرن إعادة التدفق. يمكن أن تتضمن الدبابيس والرؤوس ميزات الاحتفاظ (على شكل نجمة أو مخرشة) لتسهيل خيارات المعالجة المتنوعة.
تقنية PCB بالغة الأهمية تؤثر على تصميم المكونات والتعبئة وظروف المعالجة. الميزة الأساسية لـ SMT هي استخدام كلا سطحي ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يعد توافق المواد أمرًا ضروريًا نظرًا لدرجات حرارة المعالجة العالية، مع خيارات التغليف بما في ذلك الشريط والبكرة لخطوط تجميع الانتقاء والمكان.
تتيح هذه الطريقة غير الملحومة التوصيلات الميكانيكية والكهربائية من خلال دبابيس مرنة أو تصميمات ذيل PCB. على الرغم من تبسيط عملية التجميع، إلا أن تكاليف المكونات عادة ما تكون أعلى. مثل دبوس اللصق، يمكن تعبئة الدبابيس الفردية من طرف إلى طرف أو جنبًا إلى جنب لإدخالها عبر الآلة أو الضغط اليدوي.
هناك العديد من العوامل التقنية التي تؤثر بشكل مباشر على أداء وموثوقية ثنائي الفينيل متعدد الكلور:
تشتمل مواد الدبوس عادة على سبائك النحاس (النحاس والبرونز الفوسفوري) للتوصيل والصلب للقوة الميكانيكية. تشطيبات الأسطح - الذهب (موثوقية عالية)، أو القصدير (فعال من حيث التكلفة)، أو النيكل (المتانة) - تؤثر بشكل كبير على الأداء.
تستخدم العوازل الرأسية عادة المواد البلاستيكية (النايلون، PBT، LCP) للتطبيقات القياسية أو السيراميك للبيئات ذات درجة الحرارة العالية.
تتراوح المسافات بين المسامير الشائعة من 2.54 مم (0.1 بوصة) إلى 1.27 مم، مع ترتيبات تشمل أنماط الصف الواحد أو الصف المزدوج أو الشبكة لتحسين مساحة اللوحة وكثافة الاتصال.
مع ازدياد تعقيد الأنظمة الإلكترونية، يظل الاختيار الاستراتيجي للدبابيس والرؤوس وتنفيذها ضروريًا لضمان الأداء الأمثل لثنائي الفينيل متعدد الكلور عبر جميع التطبيقات.
