Як ключовий носій електронних систем, технологічні інновації друкованих плат мають вирішальне значення.Монтажні плати з мідної пасти, з їхнім унікальним застосуванням матеріалів і виробничими процесами, поступово стали новою силою у сфері виробництва електроніки. Він пропонує новий підхід до вирішення проблем у традиційному виробництві друкованих плат, демонструючи значні переваги в покращенні продуктивності друкованих плат і оптимізації виробничих процесів.
1, Основні принципи та склад друкованої плати з мідної пасти
Серцевина друкованих плат з мідної пасти полягає в основному матеріалі мідної пасти. Мідна паста зазвичай виготовляється шляхом змішування-мідного порошку високої чистоти з органічними зв’язуючими речовинами, добавками тощо. Серед них мідний порошок, як провідне тіло, відіграє вирішальну роль у проведенні струму в друкованих платах завдяки своїй чудовій провідності. Органічні сполучні речовини відіграють важливу роль у рівномірному диспергуванні мідного порошку та прикріпленні його до основи, забезпечуючи стабільне утримання мідної пасти у заданому положенні під час подальшої обробки та використання, утворюючи надійні провідні лінії. Існують різні типи добавок, включаючи реологічні агенти, антиоксиданти тощо, які використовуються для регулювання текучості мідної пасти, запобігання окисленню мідного порошку під час приготування та використання та забезпечення якості та стабільності мідної пасти.
З точки зору композиції, друковані плати з мідної пасти базуються на підкладках, а звичайні матеріали підкладок включають керамічні підкладки, FR4 тощо. Різні матеріали підкладок підходять для різних сценаріїв застосування через свої різні фізичні та хімічні властивості. Наприклад, керамічні підкладки мають хорошу стійкість до високих температур і високі ізоляційні характеристики, що робить їх придатними для електронних пристроїв із суворими вимогами до розсіювання тепла та електричних характеристик; Підкладка FR4 широко використовується в споживчій електроніці та інших галузях завдяки своїй низькій вартості та зрілій технології обробки. На підкладці мідна паста друкується в заздалегідь визначених місцях за допомогою спеціальних процесів друку для формування точних візерунків схем. Ці візерунки проходять наступну обробку, таку як сушіння та спікання, щоб випаровувати або твердіти органічні компоненти в мідній пасті, а мідні порошки спікаються разом, утворюючи щільні провідні шляхи, створюючи таким чином повну провідну систему друкованої плати.
2, Процес виготовлення друкованої плати з мідної пасти
(1) Приготування мідної пасти
Підготовка високоякісної-мідної пасти є основним кроком у виготовленні друкованих плат із мідної пасти. По-перше, вибирається мідний порошок високої{2}}чистоти, чистота якого зазвичай перевищує 99%, щоб забезпечити хорошу провідність. Розмір частинок і розподіл мідного порошку мають значний вплив на властивості мідної пасти. Як правило, мідний порошок із розміром частинок від 1 до 50 мкм вибирають відповідно до конкретних вимог застосування, а різні розміри частинок мідного порошку змішують у певній пропорції за допомогою спеціальних процесів для оптимізації насипної щільності та провідності мідної пасти.
(2) Процес друку
Друк — це важливий крок у точному перенесенні мідної пасти на підкладку для формування візерунків схем. Зазвичай використовувані процеси друку включають трафаретний друк і друк скребковим покриттям. Трафаретний друк — це звичайний метод, який включає виготовлення трафаретної форми для трафаретного друку зі спеціальними візерунками, розміщення мідної пасти на екрані та застосування певного тиску до екрану за допомогою скребка для перенесення мідної пасти через отвір на екрані на поверхню підкладки, таким чином утворюючи візерунок мідної пасти, що відповідає малюнку трафарету. У процесі трафаретного друку такі параметри, як розмір вічка трафаретного друку, твердість і тиск скребка, а також швидкість друку, можуть впливати на якість друку мідною пастою, наприклад на чіткість ліній і рівномірність товщини.
(3) Сушка та спікання
Після друку друковану плату з мідної пасти потрібно висушити, щоб видалити леткі речовини, такі як волога та деякі органічні розчинники. Існують різні методи сушіння, як правило, у тому числі за допомогою духовок, інфрачервоних сушарок або мікрохвильових сушарок. Процес сушіння вимагає контролю відповідної температури та часу, щоб забезпечити повне видалення летких речовин без впливу на адгезію між мідною пастою та підкладкою, а також на внутрішню структуру мідної пасти.
3, Переваги продуктивності друкованих плат з мідної пасти
(1) Чудова провідність
Сама по собі мідь є металом з чудовою провідністю, який займає одне з перших місць за електропровідністю серед звичайних металів. У друкованих платах з мідної пасти провідні лінії, утворені мідною пастою, яка була правильно розподілена та оброблена, можуть ефективно зменшити опір і підвищити ефективність передачі струму. У порівнянні з традиційними процесами виробництва друкованих плат, такими як травлення, друковані плати з мідної пасти мають значні переваги в провідності. Метод травлення неминуче призведе до певного пошкодження поверхні утриманої мідної фольги під час процесу видалення надлишку мідної фольги, збільшуючи опір; Монтажна плата з мідної пасти формує провідні лінії шляхом прямого друку та спікання, зменшуючи це пошкодження та роблячи провідність провідних ліній ближчою до внутрішньої провідності міді. Наприклад, друковані плати з мідної пасти, виготовлені за допомогою спеціальних процесів, можуть мати низький питомий опір провідного шару до 2,26 × 10 ⁻⁸ω/м (питомий опір чистої міді становить 1,75 × 10 ⁻⁸ω/м), що може відповідати високим вимогам до провідності в електронних пристроях, таких як високо-лінії передачі даних і високочастотні-ланцюги.
(2) Хороша продуктивність розсіювання тепла
Під час роботи електронних пристроїв виділення тепла є поширеною проблемою, особливо в інтегрованих електронних системах із високою-потужністю та високою{1}}щільністю. Тепловіддача безпосередньо впливає на стабільність і термін служби обладнання. Мідь має хорошу теплопровідність, а провідні лінії з мідної пасти в друкованих платах з мідної пасти можуть ефективно передавати тепло, що виділяється електронними компонентами під час проведення струму. Для деяких друкованих плат, у яких використовується технологія крізь-отвору з мідною пастою або технологією заглушки з мідною пастою, тепло може швидко передаватися до інших шарів або пристроїв розсіювання тепла друкованої плати через заповнені отвори мідною пастою, що значно покращує загальну ефективність розсіювання тепла друкованої плати. У друкованій платі високо-потужних світлодіодних освітлювальних приладів процес мідної пасти в отворі для пробки значно збільшує площу теплопровідності. Мідний стовп може швидко передавати тепло на іншу сторону друкованої плати. У поєднанні з мідною пастою з високою теплопровідністю (коефіцієнт теплопровідності 8 Вт/мк) він може ефективно знизити робочу температуру світлодіодних чіпів, подовжити термін служби світильника та покращити світлову ефективність.
(3) Вища структурна міцність
У процесі виробництва друкованих плат з мідної пасти після спікання мідна паста утворює міцний зв’язок між частинками мідного порошку, утворюючи провідну структуру з певною міцністю на підкладці. Для друкованих плат із технологією наскрізних-отворів або пробкових отворів із використанням мідної пасти, після затвердіння мідної пасти, заповненої наскрізним-отвором, це схоже на створення сталевих прутків усередині друкованої плати, що значно покращує такі механічні властивості, як стійкість до згинання та вібраційна плата. Завдяки вищій структурній міцності друковані плати з мідної пасти краще адаптуються до складних умов використання, зберігають цілісність і стабільність схеми навіть за певних зовнішніх впливів, а також зменшують кількість збоїв, спричинених механічними пошкодженнями. У деяких галузях, таких як промислове контрольне обладнання та автомобільна електроніка, під час роботи обладнання може піддаватися впливу зовнішніх сил, наприклад вібрації та ударів. Друковані плати з мідної пасти завдяки своїй міцності конструкції можуть надійно працювати для забезпечення нормальної роботи обладнання.
(4) Екологічні переваги
Традиційні процеси виробництва друкованих плат, такі як травлення, утворюють велику кількість відпрацьованої рідини, яка містить велику кількість іонів міді та агресивних кислот. До-обробка складна та має значний вплив на навколишнє середовище та здоров’я людей. Процес виробництва друкованих плат з мідної пасти відносно екологічний. Під час підготовки та друку мідної пасти немає необхідності використовувати велику кількість шкідливих хімічних речовин, а відходи, що утворюються в процесі виробництва, відносно невеликі. У той же час використання технології спікання в захищеному газі може усунути широке застосування анти-сполучень для окиснення, уникнути надмірного забруднення сировини та загалом зменшити негативний вплив на навколишнє середовище, що відповідає вимогам розвитку сучасної електронної промисловості для екології та захисту навколишнього середовища.