عند استخدام دوائر PET و FPC في تصميم مفتاح الغشاء

عندما تبدأ شركة في عملية طرح منتج في السوق يحتوي على HMI (واجهة الإنسان للآلة) ، فإن مفاتيح الغشاء هي واحدة من أكثر التقنيات شيوعًا التي يتم اختيارها بسبب موثوقيتها العالية وتكلفتها المنخفضة نسبيًا ومستوى التخصيص.

 

مفاتيح الغشاء موجودة في كل مكان ، فقط انظر حولك ، ولكن كم عدد الأشخاص الذين يهتمون حقًا بتصميم الدائرة؟ عادةً ما يركز مهندسو ومصممي HMI على عناصر التصميم المرئية أولاً ، مثل التراكبات وألوان بانتون والإضاءة الخلفية. بعد ذلك ، يكون التركيز عادةً على تصميم لوحة المفاتيح ، مثل آلية التبديل ومواد لوحة المفاتيح والاستجابة اللمسية. لسوء الحظ ، في كثير من الأحيان ، يفشل المصممون والمهندسون في توفير الاهتمام الكافي لواحدة من أكثر ميزات التصميم أهمية لمفتاح الغشاء ، الدائرة المرنة خلف الغطاء.

 

خيارات الدوائر المرنة

تشمل خيارات الدوائر المرنة البوليستر (PET) الذي يستخدم الحبر الفضي كعنصر دائرة ، وثنائي الفينيل متعدد الكلور (FPC) المرن الذي يستخدم النحاس كعنصر موصل. الشكل والملاءمة والوظيفة متشابهان للغاية لكليهما على الرغم من أن التكاليف والموثوقية الخاصة بهما يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا.

 

لفهم تأثير استخدام تصميمي الدائرتين ، من الضروري أولاً تحليل بناء مفتاح غشاء نموذجي.

طبقة 1

بدءًا من الطبقة الخارجية ، يتكون “التراكب الرسومي” من أفلام PET أو بولي كربونات متخصصة مع عمل فني مطبوع. تعمل هذه الطبقة كحاجز أمام البيئة بينما تحتوي على نص رسومي وصور ومخطط ألوان مفتاح الغشاء.

 

لن تتأثر طبقة التراكب سواء تم استخدام دائرة PET أو FPC.

 

 

طبقة 2

المادة اللاصقة المتراكبة عبارة عن طبقة لاصقة حساسة للضغط تربط التراكب بطبقات المباعد. لن تتأثر الطبقة اللاصقة المتراكبة سواء تم استخدام دائرة PET أو FPC.

 

 

الطبقة 3 و 4

الطبقتان التاليتان اللتان تتحركان إلى الداخل هما طبقات المباعد. هذه مصنوعة أيضًا من أفلام PET. تعمل طبقات المباعد عادةً كطبقات عازلة كهربائياً داخل التكديس وتساعد في بناء السماكة الإجمالية.

 

يمكن أن تساعد هذه الطبقات أيضًا في احتواء مفاتيح القبة ، وتقسيمها إلى طبقة الدائرة. لا يوجد تأثير على طبقات المباعد سواء تم استخدام دائرة PET أو FPC.

 

 

طبقة 5

طبقة الدائرة هي الطبقة التالية التي تتحرك إلى الداخل وتتواجد بين طبقات المباعد والغشاء الخلفي لمفتاح التبديل. تتمثل المسؤولية الأساسية لطبقات الدائرة في حمل الإشارات الكهربائية للمفاتيح وتوفير الوظائف الأكثر أهمية لمفتاح الغشاء.

 

يمكن لصق المكونات المنفصلة مثل المصابيح والمقاومات والمكثفات وبعض الدوائر المتكاملة مباشرة على طبقة الدائرة ، اعتمادًا على تصميم الدائرة.

 

تعد الطبقة 5 (طبقة الدائرة) واحدة من أكثر الطبقات أهمية داخل التكديس من حيث التكلفة والموثوقية وقابلية التصنيع. يجب ألا يؤثر تغيير نوع الدائرة داخل مفتاح الغشاء على أي طبقات أخرى.

 

 

طبقة 6

المادة اللاصقة الخلفية عبارة عن طبقة لاصقة حساسة للضغط تربط مفتاح الغشاء بسطح تثبيت التركيب. يعد تصميم الطبقة اللاصقة هذا أمرًا بالغ الأهمية نظرًا لأنه يعمل عادةً كحاجز حماية من الدخول ويساعد على ضمان عدم دخول الرطوبة أو الغبار أو الملوثات الأخرى إلى سطح التثبيت أو السكن. لن تتأثر الطبقة اللاصقة الخلفية سواء تم استخدام دائرة PET أو FPC.

مقارنة PET مقابل FPC

يفضل بعض العملاء منتجًا “سريع الاتساخ” ومنخفض التكلفة. دائرة PET هي طريقة مثالية ميسورة التكلفة. المشكلة التي يواجهها بعض العملاء هي عندما يواجهون تغييرًا في متطلباتهم. المتطلبات المتزايدة ببساطة لا يمكن تحقيقها باستخدام تصميم PET. على سبيل المثال ، لا يمكن ربط مكونات التثبيت السطحي مثل مصابيح LED والمكثفات وحتى الدوائر المتكاملة بشكل موثوق بدائرة PET ، خاصة عند التعامل مع أحجام عبوات أصغر ، وآثار أقدام ، وتطبيقات البيئة الوعرة.

 

كلما قل حجم العبوة وإضافة المزيد من المكونات ، تزداد مخاطر تعرضك للفشل بسبب الدائرة المفتوحة. إذا وجدت نفسك في موقف مشابه ، فانتقل إلى استخدام دائرة مرنة من البوليميد.

 

السبب الرئيسي لتأرجح الموثوقية الكبير هو الاختلاف بين تقنيات إرفاق المكونات لدوائر نمط PET مقابل FPC. تستخدم دوائر PET معجون إيبوكسي موصل (مثل الغراء) لتثبيت المكونات على وسادات الدائرة وآثارها. هذه عملية تجميع مثبتة وقد طور المصنعون طرقًا لتركيب المكونات على السطح بشكل متكرر بدقة لا تشوبها شائبة. ومع ذلك ، فإن الرابطة قوية فقط مثل القوة الميكانيكية للإيبوكسي الموصل ، وهذا هو السبب في أن دارة بوليميد FPC هي الحل الأفضل لتطبيقات الموثوقية العالية.

 

بينما تستخدم دوائر PET الإيبوكسي لإرفاق المكونات ، تستخدم دوائر FPC بوليميد اتصالًا ملحومًا يمكن أن يكون أقوى بثلاث مرات من الغراء الموصل. إذا كان التطبيق النهائي الخاص بك لا بد أن يجد نفسه في بيئات ذات اهتزاز مفرط أو حرارة شديدة أو تقلبات في درجات الحرارة الباردة ، أو يتطلب أداء موثوقية عالية ، ففكر في دائرة بوليميد مقابل دائرة PET.

 

 

تأثير تكلفة دائرة PET و FPC

تحمل دوائر بوليميد التزامًا كبيرًا بالتكلفة مقارنة بدارات PET. السبب بسيط ، دوائر بوليميد تستخدم النحاس كعنصر موصل وتستخدم الكثير منه. مع ارتفاع الطلب على النحاس وارتفاع أسعار المواد الخام ، من المتوقع أن يستمر هذا الاتجاه.

 

يسأل العملاء كثيرًا ، “ما هو فرق التكلفة بين نوعي الدوائر؟”. يصعب الإجابة على هذا السؤال نظرًا لوجود خصائص تصميم أخرى يمكن أن تؤدي إلى زيادة التكلفة. القاعدة العامة المعقولة هي أنه كلما كان مفتاح الغشاء أصغر (من حيث مساحة السطح) ، قل تأثير التكلفة. بعض الأمثلة الحديثة التي يجب ملاحظتها:

 

شهد مفتاح الغشاء 2 في 2 زيادة في التكلفة بنسبة 20-30 ٪ تقريبًا بين PET و FPC.

شهد مفتاح غشاء 25 in2 زيادة في التكلفة تتراوح بين 200 و 250 ٪ بين PET و FPC.

من الواضح أنه كلما زاد تصميم مفتاح الغشاء ، زاد تأثير التكلفة بين تصميمي الدائرتين.

 

 

فوائد عرض التتبع

تتمثل إحدى الفوائد الهائلة لاستخدام دائرة بوليميد في أنه يمكنك تحقيق عرض تتبع أكثر دقة. هذا يعني أنه يمكنك تركيب المزيد من المكونات في منطقة أصغر ويمكن أن تستوعب وظائف وخصائص فريدة في مفتاح الغشاء.

 

هذا يعني أيضًا أنه يمكنك تقليل عدد طبقات الدائرة (وبالتالي تقليل التعقيد) ، وحتى مسارات التتبع في وحول أقسام التخليص الضيقة من التخطيط. فائدة أخرى لاستخدام عرض تتبع أدق هي القدرة على التخفيف من موقع خروج الذيل الفريد.

 

يمكن أن يسمح استخدام الآثار الدقيقة للذيل بالخروج من مفتاح الغشاء بالقرب من المكونات عند مقارنتها بدائرة PET. يمكن أيضًا استخدام فوائد البوليميد في التصميمات التي تتطلب موصلات دقيقة. إذا كان ذيل ZIF بمقدار 0.5 مم مطلوبًا على مفتاح الغشاء ، فإن عرض تتبع دوائر PET كبير جدًا ولا يمكنه دعم وصلات ZIF ذات درجة النغمة فائقة الدقة ، لذا يجب استخدام دائرة FPC.

الخصائص الكهربائية

يدرك معظم الناس مدى جودة النحاس كموصل للكهرباء. هذا هو السبب في استخدام النحاس بشكل متكرر في الأسلاك ، ولوحات الدوائر ، وما إلى ذلك. لا تحدث مفاتيح غشاء الدائرة المرنة أي فرق.

 

إذا كان هناك قلق بشأن المقاومة ، مثل أن تكون مقاومة الدائرة القصوى لديك 200 درجة أو أقل ، فقد ترغب في التفكير في دائرة بوليميد مقابل دائرة PET. تمامًا كما هو الحال في موصل الكابلات السائبة ، فإن مقاومة الدائرة لمفتاح الغشاء هي دالة في المقطع العرضي للتتبع ، والمادة ، والطول.

 

 

عمليات التصنيع

تستخدم دائرة PET مادة موصلة يتم طباعتها أو غربلتها ، مثل ما يتم باستخدام الأحبار على التراكب. في حين يتم إنشاء الآثار الموصلة على دائرة بوليميد من خلال عمليات الحفر مثل لوحات الدوائر.

 

تحمل كل من عمليات تصنيع دوائر PET و FPC فترات زمنية متشابهة. وتجدر الإشارة إلى أن عملية تصنيع وتجميع مفتاح الغشاء متطابقة سواء تم اختيار دائرة PET أو FPC.

 

 

دراسة حالة PET مقابل FPC

لتقييم اختلافات الأداء بين مفاتيح الغشاء مع دوائر PET و FPC ، صممت Epec وصنعت غشاءين متطابقين لتحليل أدائهما. كان الهدف من ذلك هو تقييم الموثوقية والأبعاد والخصائص الكهربائية.

قد يعجبك ايضا
نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لنمنحك أفضل تجربة ممكنة على موقعنا. بالمتابعة في استخدام هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط.
قبول
سياسة الخصوصية