اتصال کوتاه

.

.

این نوشتار گزارش کوتاهی از نتیجه ی یک کار پژوهشی در دانشکده ی مواد پلیمری دانشگاه بایرویت (ایالت باواریای آلمان) است و در آن از ابداع یک ماده ی جدید برای ساخت فیبرهای مدار چاپی مناسب کار در فرکانس های بالا سخن گفته شده است.

.

.

پروفسور دکتر مهندس فولکر آلتشتِت، دکتر مهندس فِلیپه وولف فابریس

در دانشکده ی پلیمر دانشگاه بایرویت.

پشت سر آنها یک اثر هُنری به نام «Digitalism Mask» اثر دیجیتالیست هامبورگی

پتروس وَندری دیده می شود.

.

ماده ای با کارآیی بالا برای نسل تازه ای از فیبرهای مدار چاپی را یک گروه پژوهشی در دانشکده ی پلیمر دانشگاه بایرویت توسعه داده اند. دانشمندان علوم مهندسی بایرویت کار پژوهشی موفقیت آمیز خود را در پی دست یابی دو سال پیش خود به یک فیبر مدار چاپی بسیار کارآمد از جنس مواد پلاستیکی اسفنجی – بوردی که HHT-Board نامیده شد- تداوم می دهند. این ترکیب جدید یک ماده ی مرکب است که حاصل محاسبه ی دقیق سهم اجزای مواد پُرکننده ی سرامیکی و پلاستیکیِ ترموپلاست در ترکیب نهایی محصول می باشد.

فیبرهای مدار چاپی عمدتاً از یک «زیرلایه» (Substrate) و مسیرهای مسی نصب شده بر آن تشکیل یافته اند. هنگامی که هر دو جزء در نتیجه ی حرارت دچار انبساط های متفاوتی شوند، تنش هایی ایجاد خواهند شد که به آسیب فیبر مدار چاپی منجر می گردد. البته این خطر در صورت استفاده از مواد ترکیبی جدید، رفع خواهد شد. زیرا با این ماده حالا به این نایل شده اند که انبساط زیرلایه ناشی از گرما را به انبساط گرماییِ نوارها و مسیرهای مسی انطباق دهند. این فیبرهای مدار چاپی نوین به ویژه برای کاربرد در بخش فرکانس بالا (تا 60 گیگاهرتز) مناسب هستند.

در یک مقاله برای آخرین شماره ی نشریه ی Circuit World آقایان پروفسور دکتر مهندس فولکر آلتشتِت، دکتر مهندس فِلیپه وولف فابریس و مهندس توماس اَپِلدورن این ماده ی نوظهور را با مجموعه ای از مواد پلیمر، که تا به حال برای ساخت فیبرهای مدار چاپی به کار می رفته اند، مورد مقایسه قرار داده اند. ماده ی جدید اجازه می دهد که با درجه ی بالایی از اتوماسیون تولید شود که باعث می شود هزینه ی تولید پایین تری نسبت به مواد فعلی داشته باشد. یکی از معمول ترین فن آوری های تولیدی در فرآوری مواد پلاستیکی، روش «اکستروژن»، مواد پر کننده ی سرامیکی را با پلاستیک های ترموپلاست همراه می کند. و در همان ایستگاه کاری از این ترکیب فویل فوق العاده نازکی به ضخامت 0/2 تا 1/0 میلی متر تولید می گردد. این فویل وظیفه ی زیرلایه را به عهده می گیرد. بر روی این زیرلایه چندین لایه مسیرهای مسی روی یکدیگر کشیده می شوند؛ و تازه به این شکل که این سطوح هر کدام توسط فویل هایی که در میان آنها واقع می شوند، از یکدیگر جدا و عایق باشند. به این ترتیب به هدف مونتاژ بیش ترین افزاره های الکترونیکی در کم ترین فضای ممکن دست یافته شده است.

در تصویر زیر یک فیبر نمایشی 6 لایه بر اساس ماده ی زیرپایه ی LuVo دیده می شود.

.

.

در حال حاضر با این ماده ی زیرپایه ی تازه با همکاری شرکت Hager GmbH در شهر Nordstedt نمونه ی یک فیبر مدار چاپی جدید، „LuVo Board“، تولید شده است. نام کوتاه شده ی „LuVo“  به برنامه ی تحقیقاتی هوانوردی سنای هامبورگ اشاره دارد که بودجه ی این کار پژوهشی را تامین کرده است، زیرا علاوه بر مزیت ارزانی، این ماده ی ترکیبی به دلایل دیگری نیز برای صنعت هوا- فضایی آلمان جذابیت دارد. این ماده اجازه می دهد که پس از کشیدن نوارهای مسی بر روی آن، فقط تحت حرارت و بدون هیچ زحمت و تلاش اضافی به صورت سه بُعدی به آن شکل داد. به این ترتیب، فیبرهای مدار چاپی آماده شده را می توان بعداً با یک طراحی سه بعدی که باعث صرفه جویی در فضای می شود، با الزامات هواپیماها و فضاپیماها انطباق داد.

و اما هنوز هم این ماده ی ترکیبی جدید برتری هایی را از خود نشان می دهد: در نتیجه ی استفاده از این ماده، مقدار رطئبت هوا کاهش خواهد یافت، رطوبتی که بر اثر انبساط شدید به داخل ماده نفوذ می کند. علاوه بر این، این ماده ی ترکیبی به شدت در برابر گرما پایدار است و به هیچ ماده ی افزودنی ضدآتش دیگری نیاز ندارد. به این شکل، این ماده و فثبرهای ساخته شده از آن بی هیچ محدودیتی قابل بازیابی هستند و بر تمام الزامات و دستورالعمل های اتحادیه ی اروپا در خصوص RoHS، که بر مصرف برخی مواد خطرناک در دستگاه های الکتریک و الکترونیکی نظارت دارد و آنها را محدود کرده است، انطباق دارند.

تصویری از پوستر دانشگاه در ارتباط با این موضوع پژوهشی در نشانی زیر قرار دارد:

.

.

دکتر مهندس فلیپه وولف فابریس می گوید: "ما از کیفیت مواد تازه ی خود رضایت کامل داریم. ما می خواهیم کار پژوهشی خود را در بایرویت و هامبورگ توسعه دهیم و با آزمایش های بیش تر کاربری فیبرهای ساخته شده از آن را در مصارف صنعتی پشتیبانی کنیم." فراتر از اینها این که دانشمندان ما در بایرویت نسل مابعد فیبرهای مدار چاپی الکترونیکی را هدف گرفته اند. در ژوئن 2011 یک پروژه ی پژوهشی کلید خورد که سهم مواد پلاستیکی در فیبرهای مدار چاپی را با مواد تجدیدپذیر جایگزین کند، بدون این که با این جابه جایی پارامترهای الکتریکی محصول دچار تغییر شود و یا هزینه ی تولید بالارود.

.

.

منبع:

T. Apeldorn, F. Wolff-Fabris, V. Altstädt,

High-performance substrate based on a highly filled thermoplastic polymer,

in: Circuit World 2011,Volume: 37, Issue 1, pp 4 – 14.

DOI-Bookmark (Link): 10.1108/03056121111101232

.

.

مطالب مرتبط:

.

.