التصنيع المتقدم ومراقبة جودة الرغوة الموصلة

تصنيع الرغوة الموصلة: من المواد الخام إلى الحماية الموثوقة من التداخل الكهرومغناطيسي

تُعدّ الرغوة الموصلة عالية الأداء عنصرًا أساسيًا في الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي والتأريض في الإلكترونيات الاستهلاكية، وإلكترونيات السيارات، ووحدات الاتصالات، وأنظمة الفضاء. ويتطلب تحقيق أداء كهربائي مستقر في التجميعات المدمجة هندسة دقيقة للمواد ونظام تصنيع مُحكم التحكم.

يُقدّم هذا الدليل شرحًا مُفصّلًا لعملية الإنتاج، ويُسلّط الضوء على الإمكانيات التقنية لشركة كونليدا، ويُوفّر عرضًا مُنظّمًا لآليات التحكم في العمليات، والابتكارات المُتقدّمة، والتطبيقات العملية. للاطلاع على تقنيات المُكوّنات ذات الصلة، يُرجى مراجعة : حشوات SMT | حماية EMI صغيرة الحجم وفعّالة للأجهزة الإلكترونية .

سير العمل التصنيعي الكامل: أربع مراحل من المواد إلى المكونات الوظيفية

1. اختيار المواد الخام وإعدادها

نسيج موصل
تُطلى ركائز ألياف البوليستر بالمعادن باستخدام الطلاء الكهربائي أو الترسيب الكيميائي (طبقات من النيكل أو النحاس أو الفضة أو الذهب أو الكربون). ويتم ضبط مقاومة السطح عند ≤0.05 أوم/مربع لضمان تخفيف التداخل الكهرومغناطيسي بشكل متسق.

فيلم موصل من البولي إيثيلين
تُطلى أغشية البوليميد بطبقات من النحاس أو النيكل أو القصدير بسمك 25 ± 1 ميكرومتر باستخدام تقنية الطلاء الفراغي. توفر هذه الأغشية مقاومة عالية للحرارة تصل إلى 300 درجة مئوية وقابلية لحام ممتازة، وتُستخدم على نطاق واسع في هياكل الحشيات الدقيقة للتداخل الكهرومغناطيسي، مثل تلك التي نوقشت في كتاب "حماية لوحات الدوائر المطبوعة من التداخل الكهرومغناطيسي: من الحماية الموضعية إلى العزل على مستوى النظام" .

مواد ذات لب رغوي
• رغوة السيليكون: يتم ربطها بالإشعاع وتوسيعها بدرجة حرارة عالية لتشكيل هياكل ذات خلايا مفتوحة أو مغلقة موحدة (15-200 كجم/م³)، مما يدعم خصائص قوة الضغط المختلفة.
• رغوة البولي إيثيلين المعدلة: تستخدم في صناعة الرغوة الموصلة ثلاثية الأبعاد، وتتم معالجتها من خلال عملية البثق والطلاء المعدني اللاحق.

2. عمليات التغليف والتشكيل الدقيقة

توفر هذه الهياكل المغلفة ضغطًا متحكمًا فيه، ومقاومة مستقرة، ومتانة عالية في ظل دورات حرارية.

3. القطع بالقوالب والتجميع الآلي

يتم قطع شرائح الرغوة الموصلة باستخدام أدوات دوارة أو مسطحة بأبعاد دنيا تصل إلى 1.2 × 1.2 مم.

تتيح Konlida التعبئة والتغليف من بكرة إلى بكرة للتجميع الآلي للالتقاط والوضع، مما يلغي الوضع اليدوي ويدعم عمليات الإنتاج الضخم الموجودة في الهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء والوحدات ذات الحجم الكبير.

دمج رغوة موصلة بتقنية SMT
يتم تركيب أجهزة الرغوة الموصلة بتقنية SMT من خلال لحام إعادة التدفق القياسي عند درجة حرارة قصوى تبلغ 260 درجة مئوية، وهي متوافقة تمامًا مع العمليات الخالية من الرصاص.

للحصول على رؤى أعمق حول آليات التآكل أثناء التشغيل طويل الأمد لتقنية SMT، انظر التآكل الخفي للمطاط السيليكوني الموصل: كيف تقوض الكيمياء الكهربائية على المستوى الميكروي موثوقية EMI .

4. اختبار الموثوقية والتحقق من الجودة

الأداء الكهربائي
• مقاومة السطح ≤ 0.05 أوم/مربع
• فعالية الحماية من 60 إلى 90 ديسيبل عبر نطاقات تردد واسعة

الموثوقية البيئية
• اختبار رذاذ الملح: 48 ساعة بدون تآكل
• دورات حرارية: من -40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية
• التعتيق بالحرارة الرطبة: 85 درجة مئوية/85% رطوبة نسبية لمدة 1000 ساعة

ابتكارات كونليدا الأساسية في العمليات

1. تقنية طلاء المعادن المتدرج

يشكل الهيكل متعدد الطبقات Cu/Ni/Sn واجهة موصلة قوية مع تحسين الالتصاق، مما يقلل مقاومة التلامس بنسبة 30٪ ويعزز الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي على مستوى جيجاهرتز إلى أكثر من 80 ديسيبل.

2. التصنيع المتكامل بالكامل

تقوم شركة كونليدا بإنتاج كل من أغشية البولي إيميد الموصلة وقلوب رغوة السيليكون داخليًا، مما يتيح التحكم الكامل من المواد الخام إلى المكونات النهائية.

فوائد
• تخفيض التكاليف بنسبة 20%
• يتم تسليم العينات المخصصة في غضون 7 أيام

3. الإنتاج الآلي بكميات كبيرة

يدير مصنع كونليدا في سوتشو 30 خط إنتاج مخصص للرغوة الموصلة بإنتاج سنوي يتجاوز مليار قطعة، ويدعم مصنعي المعدات الأصلية الرئيسيين بما في ذلك أبل وهواوي وشاومي وكبرى شركات تصنيع السيارات الكهربائية.

نظام مراقبة الجودة: الموثوقية متأصلة في كل خطوة

شركة كونليدا، الحاصلة على شهادة ISO 9001 و IATF 16949، تحافظ على إطار عمل للجودة من أربع مراحل:

فحص المواد الواردة
• سُمك الطلاء المعدني باستخدام تقنية الأشعة السينية الفلورية (XRF)
• التحقق من كثافة الرغوة عن طريق الاختبار الوزني

المراقبة أثناء العملية
• التحكم في شد الغلاف
• تسجيل ملف تعريف إعادة التدفق في الوقت الفعلي (260 درجة مئوية ±5 درجة مئوية)

التحقق من المنتج النهائي
• فحص المظهر بنسبة 100% باستخدام الرؤية الآلية
• نسبة الضغط إلى الاستعادة ≥90%
• أخذ عينات رذاذ الملح لمقاومة التآكل

التعاون مع العملاء
• إعداد تقارير كاملة عن إمكانية CPK
• دعم اختبارات التوافق الكهرومغناطيسي وتحسين قوة الضغط

تطبيقات صناعية وحلول هندسية مخصصة

1. محطات الأقمار الصناعية (موثوقية فائقة)

المتطلبات: مقاومة عالية للحرارة، مقاومة للاهتزاز، ثبات ضد رذاذ الملح.
الحل: رغوة SMT مغلفة بالسيليكون المبثوق تم التحقق من صحتها من خلال إعادة التدفق عند 260 درجة مئوية و 1000 دورة حرارية، مع الحفاظ على حماية >75 ديسيبل.

2. الهواتف الذكية القابلة للطي (خفيفة الوزن ورقيقة للغاية)

المتطلبات: قوة ضغط منخفضة ≤1 نيوتن/مم²، سمك <0.5 مم.
الحل: رغوة AIR LOOP المجوفة تقلل الوزن بنسبة 50٪ وتتيح توجيه FPC المرن.

3. حزم بطاريات المركبات الكهربائية (البيئات المقترنة حرارياً ومغناطيسياً)

الاحتياجات: الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي ونشر الحرارة في آن واحد.
الحل: رغوة موصلة ثلاثية الأبعاد مع طبقة من الجرافيت توفر موصلية حرارية على المحور Z تبلغ 1.5 واط/م·ك.

خارطة طريق التكنولوجيا المستقبلية

• تطعيم الجسيمات النانوية المغناطيسية لتعزيز الامتصاص وتقليل الرنين عالي التردد
• من المخطط بدء الإنتاج الآلي بالكامل بتقنية اللفائف في عام 2026
• شراكات البحث والتطوير بين الجامعات والصناعة لتطوير مواد لاصقة موصلة من الجيل التالي ذات متانة محسّنة للسطح البيني