Jako kluczowy nośnik systemów elektronicznych, innowacja technologiczna płytek drukowanych jest kluczowa.Płytki drukowane z pastą miedzianą, dzięki swoim unikalnym zastosowaniom materiałów i procesom produkcyjnym, stopniowo wyłoniły się jako wschodząca siła w dziedzinie produkcji elektroniki. Zapewnia nowe podejście do rozwiązywania problemów związanych z tradycyjną produkcją płytek drukowanych, wykazując znaczące korzyści w zakresie poprawy wydajności płytek drukowanych i optymalizacji procesów produkcyjnych.
1, Podstawowe zasady i skład płytki drukowanej z pasty miedzianej
Rdzeń płytek drukowanych z pasty miedzianej leży w kluczowym materiale pasty miedzianej. Pastę miedzianą zwykle wytwarza się przez zmieszanie-proszku miedzi o wysokiej czystości ze spoiwami organicznymi, dodatkami itp. Wśród nich proszek miedzi, jako element przewodzący, odgrywa kluczową rolę w przewodzeniu prądu w płytkach drukowanych ze względu na jego doskonałą przewodność. Spoiwa organiczne odgrywają rolę w równomiernym rozproszeniu proszku miedzi i przyczepieniu go do podłoża, zapewniając, że pasta miedziana może stabilnie utrzymać się w określonej pozycji podczas późniejszej obróbki i użytkowania, tworząc niezawodne linie przewodzące. Istnieją różne rodzaje dodatków, w tym środki reologiczne, przeciwutleniacze itp., które stosuje się w celu regulacji płynności pasty miedzianej, zapobiegania utlenianiu proszku miedzi podczas przygotowania i stosowania oraz zapewnienia jakości i stabilności działania pasty miedzianej.
Z punktu widzenia składu płytki drukowane z pastą miedzianą opierają się na podłożach, a typowymi materiałami podłoża są podłoża ceramiczne, FR4 itp. Różne materiały podłoża nadają się do różnych scenariuszy zastosowań ze względu na ich różne właściwości fizyczne i chemiczne. Na przykład podłoża ceramiczne mają dobrą odporność na wysoką temperaturę i wysoką wydajność izolacyjną, dzięki czemu nadają się do urządzeń elektronicznych o rygorystycznych wymaganiach dotyczących rozpraszania ciepła i parametrów elektrycznych; Podłoże FR4 jest szeroko stosowane w elektronice użytkowej i innych dziedzinach ze względu na niski koszt i dojrzałą technologię przetwarzania. Na podłożu pasta miedziana jest drukowana w określonych miejscach w określonych procesach drukowania w celu utworzenia precyzyjnych wzorów obwodów. Wzory te poddawane są późniejszej obróbce, takiej jak suszenie i spiekanie w celu odparowania lub zestalenia składników organicznych w paście miedzianej, a proszki miedzi spiekają się razem, tworząc szczelne ścieżki przewodzące, tworząc w ten sposób kompletny system przewodzący płytki drukowanej.
2, Proces produkcyjny płytki drukowanej z pasty miedzianej
(1) Przygotowanie pasty miedzianej
Przygotowanie wysokiej-jakości pasty miedzianej to podstawowy etap wytwarzania płytek drukowanych z pasty miedzianej. Najpierw wybierany jest proszek miedzi-o wysokiej czystości, który zwykle musi mieć czystość powyżej 99%, aby zapewnić dobrą przewodność. Wielkość cząstek i rozmieszczenie proszku miedzi mają znaczący wpływ na właściwości pasty miedzianej. Ogólnie rzecz biorąc, proszek miedzi o wielkości cząstek w zakresie 1-50 μm jest wybierany zgodnie z konkretnymi wymaganiami zastosowania, a proszek miedzi o różnych rozmiarach cząstek miesza się w określonej proporcji w określonych procesach, aby zoptymalizować gęstość nasypową i przewodność pasty miedzianej.
(2) Proces drukowania
Drukowanie jest kluczowym krokiem w dokładnym przeniesieniu pasty miedzianej na podłoże w celu utworzenia wzorów obwodów. Do powszechnie stosowanych procesów drukowania zalicza się sitodruk i druk metodą zgarniającą. Sitodruk jest powszechną metodą, która polega na wykonaniu płyty sitodrukowej z określonymi wzorami obwodów, umieszczeniu pasty miedzianej na sicie i wywarciu pewnego nacisku na sito za pomocą skrobaka w celu przeniesienia pasty miedzianej przez obszar otworu w sicie na powierzchnię podłoża, tworząc w ten sposób wzór obwodu pasty miedzianej zgodny z wzorem rastra. W procesie sitodruku parametry takie jak rozmiar oczek sita, twardość i nacisk skrobaka oraz prędkość drukowania mogą mieć wpływ na jakość druku pasty miedzianej, taką jak klarowność linii i jednolitość grubości.
(3) Suszenie i spiekanie
Po wydrukowaniu płytkę drukowaną z pasty miedzianej należy wysuszyć w celu usunięcia substancji lotnych, takich jak wilgoć i niektóre rozpuszczalniki organiczne. Istnieją różne metody suszenia, powszechnie obejmujące stosowanie piekarników, suszarek na podczerwień lub suszarek mikrofalowych. Proces suszenia wymaga kontrolowania odpowiedniej temperatury i czasu, aby zapewnić całkowite usunięcie substancji lotnych bez wpływu na przyczepność pasty miedzianej do podłoża, a także na wewnętrzną strukturę pasty miedzianej.
3, Zalety wydajności płytek drukowanych z pasty miedzianej
(1) Doskonała przewodność
Miedź sama w sobie jest metalem o doskonałej przewodności, plasującym się w czołówce pod względem przewodności elektrycznej wśród metali pospolitych. W płytkach drukowanych z pastą miedzianą linie przewodzące utworzone przez pastę miedzianą, która została odpowiednio dobrana i przetworzona, mogą skutecznie zmniejszyć rezystancję i poprawić wydajność przesyłu prądu. W porównaniu z tradycyjnymi procesami produkcji płytek drukowanych, takimi jak trawienie, płytki drukowane z pasty miedzianej mają znaczną przewagę w zakresie przewodności. Metoda trawienia nieuchronnie spowoduje pewne uszkodzenie powierzchni zatrzymanej folii miedzianej podczas procesu usuwania nadmiaru folii miedzianej, zwiększając rezystancję; Płytka drukowana z pasty miedzianej tworzy linie przewodzące poprzez bezpośrednie drukowanie i spiekanie, redukując te uszkodzenia i sprawiając, że przewodność linii przewodzących jest bliższa naturalnej przewodności miedzi. Na przykład płytki drukowane z pasty miedzianej przygotowane przy użyciu określonych procesów mogą mieć niską rezystywność warstwy przewodzącej, zaledwie 2,26 × 10 ⁻⁸ω/m (czysta miedź ma rezystywność 1,75 × 10 ⁻⁸ω/m), co może spełnić wysokie wymagania dotyczące przewodności w zastosowaniach urządzeń elektronicznych, takich jak szybkie-linie transmisji danych i obwody wysokiej-częstotliwości.
(2) Dobra wydajność rozpraszania ciepła
Podczas działania urządzeń elektronicznych częstym problemem jest wytwarzanie ciepła, szczególnie w zintegrowanych systemach elektronicznych o dużej-mocy i{1}}gęstości. Wydajność rozpraszania ciepła bezpośrednio wpływa na stabilność i żywotność sprzętu. Miedź ma dobrą przewodność cieplną, a linie przewodzące pasty miedzianej w płytkach drukowanych z pasty miedzianej mogą skutecznie przenosić ciepło wytwarzane przez elementy elektroniczne podczas przewodzenia prądu. W przypadku niektórych płytek drukowanych, w których zastosowano technologię-otworów pasty miedzianej lub otworów zatyczek pasty miedzianej, ciepło można szybko przewodzić do innych warstw lub urządzeń rozpraszających ciepło płytki drukowanej przez otwory przelotowe wypełnione pastą miedzianą, co znacznie poprawia ogólną skuteczność rozpraszania ciepła przez płytkę drukowaną. W płytkach drukowanych opraw oświetleniowych LED-dużej mocy proces tworzenia otworów zatyczek pasty miedzianej znacznie zwiększa obszar przewodności cieplnej. Miedziany słupek może szybko przenosić ciepło na drugą stronę płytki drukowanej. W połączeniu z pastą miedzianą o wysokiej przewodności cieplnej (współczynnik przewodzenia ciepła 8w/mk) może skutecznie obniżyć temperaturę pracy chipów LED, wydłużyć żywotność oprawy i poprawić skuteczność świetlną.
(3) Wyższa wytrzymałość konstrukcyjna
W procesie produkcji płytek drukowanych z pasty miedzianej, po spiekaniu, pasta miedziana tworzy silne wiązanie pomiędzy cząsteczkami proszku miedzi, tworząc na podłożu strukturę przewodzącą o określonej wytrzymałości. W przypadku płytek drukowanych wykorzystujących technologię-otworów przelotowych lub otworów wtykowych, po stwardnieniu pasty miedzianej wypełnionej-otworem, przypomina to budowanie stalowych prętów wewnątrz płytki drukowanej, co znacznie poprawia właściwości mechaniczne, takie jak odporność na zginanie i odporność na wibracje płytki drukowanej. Ta wyższa wytrzymałość konstrukcyjna umożliwia płytkom drukowanym z pasty miedzianej lepsze dostosowanie się do złożonych środowisk użytkowania, utrzymanie integralności i stabilności obwodu nawet w przypadku pewnych wpływów zewnętrznych oraz ograniczenie awarii obwodów spowodowanych uszkodzeniami mechanicznymi. W niektórych dziedzinach, takich jak przemysłowy sprzęt sterujący i elektronika samochodowa, sprzęt może być poddawany działaniu sił zewnętrznych, takich jak wibracje i uderzenia, podczas pracy. Płytki drukowane z pasty miedzianej, dzięki dobrej wytrzymałości konstrukcyjnej, mogą niezawodnie pracować, zapewniając normalną pracę sprzętu.
(4) Korzyści dla środowiska
Tradycyjne procesy produkcji płytek drukowanych, takie jak trawienie, generują dużą ilość cieczy odpadowej, która zawiera dużą ilość jonów miedzi i żrących kwasów. Dalsza obróbka-jest trudna i ma znaczący wpływ na środowisko i zdrowie ludzkie. Proces produkcji płytek drukowanych z pasty miedzianej jest stosunkowo przyjazny dla środowiska. Podczas przygotowania i drukowania pasty miedzianej nie ma konieczności stosowania dużej ilości szkodliwych środków chemicznych, a odpad powstający w procesie produkcyjnym jest stosunkowo niewielki. Jednocześnie zastosowanie technologii spiekania w osłonie gazu może wyeliminować szerokie zastosowanie związków przeciw-utlenianiu, uniknąć nadmiernego zanieczyszczenia surowców i ogólnie zmniejszyć negatywny wpływ na środowisko, co spełnia wymagania rozwojowe nowoczesnego przemysłu elektronicznego w zakresie ekologii i ochrony środowiska.