برد مدار چاپی تفلون

برد مدار چاپی تفلون چیست؟

آیا از ماده «تفلون» اطلاع دارید؟ در واقع این یک نام تجاری از مادهٔ پلی تترا فلوئورو اتیلن (PTFE) است. برد مداری Teflon که از آن صحبت می‌کنیم، بردی است که از همین ماده ساخته شده است. این نوع برد عملکرد برجسته‌ای دارد، به‌ویژه در کاربردهای فرکانس بالا، مانند سیستم‌های رادار و فرکانس رادیویی که نیازمند انتقال سیگنال با کیفیت بالا هستند و به‌همین دلیل استفاده از آن در این حوزه‌ها بسیار مناسب است. این ویژگی عمدتاً به خصوصیات ذاتی مادهٔ PTFE برمی‌گردد: از یک سو، ویژگی برجستهٔ آن «بی‌اثری» سطحی است — یعنی به چیزی نمی‌چسبد، خواص شیمیایی بسیار پایداری دارد و با سایر مواد واکنش نمی‌دهد، بنابراین مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد؛ از سوی دیگر، عملکرد الکتریکی برجسته‌ای دارد که می‌تواند سیگنال‌های فرکانس بالا را در طول انتقال پایدار نگه دارد و همین امر باعث شده است در تجهیزات الکترونیکی پیشرفته مانند رادار و تجهیزات فرکانس رادیویی که نیازمند کیفیت سیگنال بالایی هستند، مورد توجه قرار گیرد.

مزایای کلیدی عملکردی برد مدار چاپی تفلونی

1. عملکرد پایدار در شرایط محیطی سخت

• ثبات شیمیایی عالی: تفلون (PTFE) مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی شیمیایی از خود نشان می‌دهد. در مواجهه با مواد خورنده متنوعی چون اسیدها، بازها، حلال‌های صنعتی، روغن‌ها و روان‌کننده‌ها، یکپارچگی ساختاری و عملکردی آن حفظ می‌شود. اگر تجهیزات شما در محیط‌های "پرخطر" مانند کارخانه‌ها و آزمایشگاه‌های شیمیایی کار می‌کنند، انتخاب این ماده کاملاً مناسب است و نیازی به نگرانی دربارهٔ خوردگی ماده نیست.
  
• تحمل بسیار خوب در برابر گرما و دمای پایین: برد مداری تفلونی در دامنهٔ گسترده‌ای از دماها عملکرد مناسبی دارد. برخلاف مواد رایج که در دماهای بسیار پایین ترد و شکننده می‌شوند، تفلون حتی در شرایط بسیار سرد (-196 درجه سانتی‌گراد، نزدیک به دمای نیتروژن مایع) همچنان دارای 5٪ انعطاف‌پذیری است؛ همچنین در دماهای بالا تا 315 درجه سانتی‌گراد قابل استفاده است و می‌تواند در کاربردهایی مانند کوره‌های صنعتی و تجهیزات واکنش‌دهنده دمای بالا به کار رود.
  
• مقاومت بسیار قوی در برابر شرایط جوی: این محصول از باد، خورشید، رطوبت بالا و نمک زیاد (مانند تجهیزات ساحلی) نمی‌ترسد. حتی اگر چندین سال (ده یا هشت سال) استفاده شود، عملکرد آن تقریباً کاهش نمی‌یابد.
  

2. "نخبه" در انتقال سیگنال با فرکانس بالا

برای دستگاه‌های الکترونیکی، "کیفیت" و "سرعت" انتقال سیگنال، عوامل حیاتی محسوب می‌شوند و برد مدار چاپی تفلون در هر دو این زمینه‌ها بسیار برتر است:

• ثابت دی‌الکتریک پایین (حدود 2.0): به زبان ساده، ثابت دی‌الکتریک مانند "مقاومت" در برابر انتقال سیگنال است. هرچه این مقدار پایین‌تر باشد، سیگنال سریع‌تر حرکت می‌کند. ثابت دی‌الکتریک مواد معمولی FR-4 بالای 4.2 است، در حالی که مقدار 2.0 تفلون در میان مواد فرکانس بالا بسیار پایین است و به‌ویژه برای سناریوهایی که نیازمند سیگنال‌های سریع هستند، مناسب است.
  
• تضعیف عایق بسیار کم: تلف عایق را می‌توان به عنوان "انرژی از دست رفته توسط سیگنال در حین انتقال" درک کرد. هرچه این مقدار کمتر باشد، تضعیف سیگنال نیز کمتر خواهد بود. تلف عایقی تفلون تقریباً ناچیز است، به همین دلیل از آن در رادارها، ایستگاه‌های پایه 5G و سایر تجهیزات استفاده می‌شود و سیگنال می‌تواند قوی و پایدار باشد و بدون "کاهش بسته" کار کند.
  
• عایق‌بندی کامل: دارای ولتاژ شکست بسیار بالا و مقاومت حجمی زیاد است. حتی در محیط‌های با ولتاژ بالا نیز، هیچ‌گونه نشتی یا اتصال کوتاهی رخ نمی‌دهد و بسیار ایمن است.
  

3. مزایای ظریف

• خواص غیرچسبنده: کشش سطحی بسیار کم است، گرد و غبار و لکه‌های روغنی به راحتی نمی‌چسبند، تمیز کردن بسیار آسان است و هزینه نگهداری پایینی دارد.
  
• قابلیت ضد رطوبت: میزان جذب آب بسیار پایین است، حتی در محیط‌های مرطوب (مانند فصل باران در مناطق جنوبی، تجهیزات زیرزمینی)، عملکرد تحت تأثیر رطوبت قرار نمی‌گیرد و ثبات آن تضمین شده است.

چرا ساخت برد مداری تفلون به قدری "دقیق" است؟

اگرچه خواص بسیار خوبی از لحاظ مواد PTFE دارد، اما تبدیل آن به یک برد مداری مطمئن نیازمند فرآیند تولید تخصصی است که به طور قابل توجهی با فرآیند استاندارد استفاده شده برای لایه‌های FR4 متفاوت است:

1. تیمار سطحی:

بستر تفلون به خصوص نرم است و سطح آن صاف و بی‌اثر است که چسبندگی لایه مسی را تسهیل نمی‌کند. اگر از یک مسواک برای تمیز کردن سطح مانند برد مداری معمولی استفاده شود، به راحتی سطح خراشیده می‌شود. در عوض، فرآیندهای تیمار سطحی اختصاصی مانند خوراندن با سدیم-نفتالین یا فعال‌سازی سطحی پلاسمایی ضروری است تا سطح فعال شود و نقاط پیوند شیمیایی قوی برای فلزدار کردن در مراحل بعدی ایجاد شود.

2. سوراخ‌کاری:

در سوراخ‌کاری تفلون، سنبه‌های معمولی تمایل به کشیدگی و حفره دار شدن مواد دارند. ما مجبوریم از سنبه‌های جدید با نیروی برشی بالا استفاده کنیم و به آرامی سوراخ‌کاری کنیم. همچنین برای بهبود قابلیت سوراخ‌کاری و پایداری ابعادی لایه‌ای، اغلب پرکننده‌های سرامیکی به ماده اضافه می‌شوند.

3. مس اکسترود شده الکترولیتیک:

ماده خالص تفلون دارای ضریب انبساط حرارتی نسبتاً بالایی در جهت ضخامت (محور Z) است و در صورت تغییر دما به راحتی می‌تواند "کشیده و منقبض" شود. بنابراین، دیواره سوراخ (via) باید با یک لایه مس با استحکام کششی بالا آبکاری شود، دقیقاً مانند اضافه کردن یک لایه "آرماتور" به دیواره سوراخ، در غیر این صورت ممکن است پد از برد جدا شود و سوراخ به راحتی ترک بخورد.

4. عملیات ماسک لحیم:

پس از اچینگ، باید ظرف 12 ساعت عملیات ماسک لحیم انجام شود - این امر به این دلیل است که سطح تفلون در صورت قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض هوا به راحتی اکسیده می‌شود. قبل از انجام عملیات باید کاملاً خشک شود تا رطوبت آن از بین برود، در غیر این صورت لایه ماسک لحیم به راحتی متورم می‌شود و بر روی استفاده‌های بعدی تأثیر می‌گذارد.

5. نگهداری و لایه‌بندی:

• در هنگام نگهداری، باید در محیط دمای اتاق قرار گیرد و از قرار گرفتن مستقیم در معرض نور خورشید پرهیز شود، در غیر این صورت سطح به راحتی اکسیده یا آلوده می‌شود؛
  
• در هنگام لامینه کردن، زیرلایه خالص تفلون نیازی به اکسیده شدن مقدماتی ندارد و می‌توان آن را به طور مستقیم تحت فشار زیاد با فویل مسی پرس کرد؛ اما اگر از ماده کامپوزیتی تفلون و FR-4 استفاده شود، باید ابتدا اکسیده شود، در غیر این صورت لایه‌ها به راحتی از هم جدا می‌شوند.

با انتخاب برد مداری تفلون، مزایای زیر را به دست خواهید آورد:

1. انتقال سیگنال «بدون تداخل»: ثابت دی‌الکتریک پایین + اتلاف کم، سیگنال‌های فرکانس بالا سریع و پایدار کار می‌کنند، به خصوص مناسب برای تجهیزات حساس به سیگنال مانند رادار و سیستم RF؛

2. سازگاری محیطی «بدون اتصال کوتاه»: از سرماهای شدید تا دمای بالا، از خوردگی شیمیایی تا رطوبت، می‌تواند تمام شرایط سخت محیطی را تحمل کند و در نتیجه نگرانی‌های نگهداری مکرر را کاهش می‌دهد؛

3. عمر بسیار طولانی‌تر از برد مداری معمولی: مقاومت قوی در برابر شرایط جوی، پیر شدن آهسته ماده، سرمایه‌گذاری یکباره می‌تواند چندین سال جایگزین برد مداری معمولی شود و در بلندمدت مقرون به صرفه‌تر باشد.

برد مدار تفلون همچنین معایب زیر را دارد:

1. پردازش آن دشوار است و نیازمند تجهیزات خاص و تجربه است، بنابراین هزینه آن بیشتر از برد مدار FR-4 معمولی است؛

2. ضریب انبساط حرارتی باید در طراحی در نظر گرفته شود، در غیر این صورت مشکلاتی مانند ترک خوردن لایه‌های رسانایی اتفاق می‌افتد؛
نیازمندی‌های فرآیندی برای تولیدکنندگان بسیار بالاست و هر تولیدکننده‌ای نمی‌تواند این کار را به خوبی انجام دهد.

چرا برای برد تفلون به شرکت LHD مراجعه کنیم؟

ما بیش از 20 سال است که در زمینه ساخت برد مدار فعالیت می‌کنیم و تنها در زمینه برد مدار تفلون تجربه صد پروژه را کسب کرده‌ایم. چه در مرحله نمونه‌سازی و چه در تولید انبوه، می‌توانیم کار را بسیار خوب انجام دهیم:

1. کنترل کیفیت دقیق: از ارزیابی امکان‌سنجی تولید (DFM) در مرحله طراحی تا آزمون الکتریکی (E-test)، بازرسی نوری خودکار (AOI)، بازرسی اشعه ایکس (X-ray) برای BGA در مرحله تولید، تمامی مراحل باید طی شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ نقصی در برد های ارسالی به مشتری وجود ندارد؛
2. حداقل مقدار سفارش وجود ندارد: حتی اگر شما فقط به چند عدد نمونه برای آزمایش نیاز داشته باشید، ما آن را قبول می‌کنیم و یک پیشنهاد قیمت رایگان برای شما ارسال می‌کنیم.
3. دارای مدارک کامل: گواهی‌نامه سیستم مدیریت کیفیت ISO9001 و گواهی ایمنی UL را کسب کرده است، از مواد اولیه تا فرآیند تولید کلیه مراحل ضمانت شده است.

اگر دستگاه شما به یک برد مدار چاپی مقاوم در برابر محیط‌های سخت و پایدار در فرکانس‌های بالا نیاز دارد، چرا در مورد نیازهای خود صحبت نمی‌کنید؟ ما می‌توانیم بر اساس سناریوی خاص شما مناسب‌ترین راه‌حل برد مداری تفلونی را پیشنهاد دهیم تا بتوانید عملکرد بهینه‌ای از تجهیزات خود به دست آورید.