לוח מעגלים להדבקת נחושת

בתור ספק מפתח של מערכות אלקטרוניות, החדשנות הטכנולוגית של לוחות מעגלים היא קריטית.לוחות מעגלים משחת נחושת, עם יישומי החומר ותהליכי הייצור הייחודיים שלהם, הופיעו בהדרגה ככוח מתפתח בתחום הייצור האלקטרוני. היא מספקת גישה חדשה לפתרון האתגרים בייצור המעגלים המסורתיים, ומדגימה יתרונות משמעותיים בשיפור ביצועי המעגלים ובאופטימיזציה של תהליכי הייצור.

1, עקרונות בסיסיים והרכב של לוח מעגלים של משחת נחושת
הליבה של מעגלים משחת נחושת טמונה בחומר המפתח של משחת נחושת. משחת נחושת נעשית בדרך כלל על ידי ערבוב של אבקת נחושת בטוהר- גבוה עם קלסרים אורגניים, תוספים וכו'. ביניהם, אבקת הנחושת, כגוף המוליך, ממלאת תפקיד מכריע בהולכת זרם במעגלים בשל המוליכות המעולה שלה. קלסרים אורגניים ממלאים תפקיד בפיזור אחיד של אבקת נחושת והדבקתה למצע, ומבטיחים שניתן לשמור את משחת הנחושת ביציבות במיקום שנקבע מראש במהלך העיבוד והשימוש הבאים, ויוצרים קווים מוליכים אמינים. ישנם סוגים שונים של תוספים, לרבות חומרי ריאולוגיה, נוגדי חמצון וכו', המשמשים להתאמת יכולת הזרימה של משחת נחושת, למנוע מאבקת נחושת להתחמצן במהלך ההכנה והשימוש, ולהבטיח את האיכות והיציבות בביצועים של משחת הנחושת.

מנקודת המבט של הרכב, לוחות משחת נחושת מבוססים על מצעים וחומרי מצע נפוצים כוללים מצעים קרמיים, FR4 וכו'. חומרי מצע שונים מתאימים לתרחישי יישום שונים בשל תכונותיהם הפיזיקליות והכימיות השונות. לדוגמה, מצעים קרמיים הם בעלי עמידות טובה בטמפרטורה גבוהה וביצועי בידוד גבוהים, מה שהופך אותם למתאימים למכשירים אלקטרוניים עם דרישות קפדניות לפיזור חום וביצועים חשמליים; מצע FR4 נמצא בשימוש נרחב באלקטרוניקה ובתחומים אחרים בשל העלות הנמוכה שלו וטכנולוגיית העיבוד הבשלה שלו. על המצע, משחת נחושת מודפסת במיקומים שנקבעו מראש באמצעות תהליכי הדפסה ספציפיים ליצירת דפוסי מעגל מדויקים. תבניות אלו עוברות עיבוד עוקבות כגון ייבוש וסינטר לאידוי או מיצוק הרכיבים האורגניים במשחת הנחושת, ואבקות הנחושת מתחלבות יחד ליצירת מסלולים מוליכים הדוקים, ובכך בונים מערכת מוליכות שלמה של לוח מעגלים.

2, תהליך הייצור של לוח מעגלים של משחת נחושת
(1) הכנת משחת נחושת
הכנת משחת נחושת באיכות גבוהה- היא השלב העיקרי בייצור לוחות משחת נחושת. ראשית, נבחרה אבקת נחושת בטוהר- גבוה, שבדרך כלל נדרשת להיות מעל 99% טוהר כדי להבטיח מוליכות טובה. לגודל החלקיקים ופיזור אבקת הנחושת יש השפעה משמעותית על המאפיינים של משחת נחושת. בדרך כלל, אבקת נחושת בגדלים של חלקיקים הנעים בין 1-50 מיקרומטר נבחרה בהתאם לדרישות היישום הספציפיות, וגדלים חלקיקים שונים של אבקת נחושת מעורבבים בפרופורציה מסוימת באמצעות תהליכים ספציפיים כדי לייעל את צפיפות התפזורת והמוליכות של משחת נחושת.

(2) תהליך הדפסה
הדפסה היא שלב מכריע בהעברת משחת נחושת במדויק על גבי מצע ליצירת דפוסי מעגלים. תהליכי ההדפסה הנפוצים כוללים הדפסת מסך והדפסת ציפוי מגרד. הדפסת מסך היא שיטה נפוצה, הכוללת הכנת לוחית הדפסת מסך עם דפוסי מעגלים ספציפיים, הנחת משחת נחושת על המסך והפעלת לחץ מסוים על המסך באמצעות מגרד כדי להעביר את משחת הנחושת דרך אזור הפתח במסך אל פני המצע, ובכך ליצור דפוס מעגל של משחת נחושת התואמת את תבנית המסך. בתהליך הדפסת מסך, פרמטרים כמו גודל הרשת של המסך, קשיות ולחץ המגרד ומהירות ההדפסה יכולים כולם להשפיע על איכות הדפסת משחת נחושת, כמו בהירות קו ואחידות עובי.

(3) ייבוש וסינטר
לאחר ההדפסה, יש לייבש את לוח המעגלים של משחת הנחושת כדי להסיר חומרים נדיפים כמו לחות וכמה ממסים אורגניים. ישנן שיטות ייבוש שונות, כולל שימוש בתנורים, מייבשי אינפרא אדום או מייבשי מיקרוגל. תהליך הייבוש דורש שליטה בטמפרטורה ובזמן המתאימים כדי להבטיח שהחומרים הנדיפים יוסרו במלואם מבלי להשפיע על ביצועי ההדבקה בין משחת הנחושת למצע, כמו גם על המבנה הפנימי של משחת הנחושת.

3, יתרונות ביצועים של לוחות מעגלים משחת נחושת
(1) ביצועי מוליכות מעולים
הנחושת עצמה היא מתכת בעלת מוליכות מצוינת, המדורגת בין המובילות מבחינת מוליכות חשמלית בין המתכות הנפוצות. במעגלים של משחת נחושת, קווים מוליכים שנוצרו על ידי משחת נחושת שעברה פרופורציה ועיבוד נכונה יכולים להפחית ביעילות את ההתנגדות ולשפר את יעילות ההולכה הנוכחית. בהשוואה לתהליכי ייצור מעגלים מסורתיים כגון תחריט, למעגלים משחת נחושת יש יתרונות משמעותיים במוליכות. שיטת תחריט תגרום בהכרח נזק מסוים לפני השטח של רדיד הנחושת שנשמר במהלך תהליך הסרת עודפי נייר נחושת, הגדלת ההתנגדות; לוח המעגלים של משחת הנחושת יוצר קווים מוליכים באמצעות הדפסה ישירה וסינטרינג, מפחית נזק זה והופך את המוליכות של הקווים המוליכים לקרובים יותר למוליכות המובנית של הנחושת. לדוגמה, לוחות מעגלים של משחת נחושת שהוכנו באמצעות תהליכים ספציפיים יכולים להיות בעלי התנגדות נמוכה של השכבה המוליכה עד 2.26 × 10 ⁻⁸ω/m (לנחושת טהורה יש התנגדות של 1.75 × 10 ⁻⁸ω/m), שיכולה לעמוד בדרישות הגבוהות עבור מוליכות{8} של אפליקציות אלקטרוניות וקווי נתונים אלקטרוניים מהירים. מעגלים-תדרים גבוהים.

(2) ביצועי פיזור חום טובים
במהלך פעולתם של מכשירים אלקטרוניים, יצירת חום היא בעיה נפוצה, במיוחד במערכות אלקטרוניות משולבות-בעוצמה גבוהה וצפיפות- גבוהה. ביצועי פיזור החום משפיעים ישירות על היציבות וחיי השירות של הציוד. לנחושת יש מוליכות תרמית טובה, וקווים מוליכים של משחת נחושת במעגלים של משחת נחושת יכולים להעביר ביעילות את החום שנוצר על ידי רכיבים אלקטרוניים תוך הולכת זרם. עבור מעגלים מסוימים שמשתמשים בטכנולוגיית חור נחושת דרך-המדבקת חור או תקע נחושת, ניתן להעביר במהירות חום לשכבות אחרות או להתקני פיזור חום של המעגל דרך משחת הנחושת שמולאה דרך חורים, מה שמשפר מאוד את יעילות פיזור החום הכוללת של המעגל. במעגלים של גופי תאורת LED- בהספק גבוה, תהליך חור תקע הדבק נחושת מגדיל מאוד את אזור המוליכות התרמית. עמוד הנחושת יכול להעביר במהירות חום לצד השני של המעגל. בשילוב עם משחת נחושת מוליכות תרמית גבוהה (מקדם מוליכות תרמית של 8w/mk), זה יכול להפחית ביעילות את טמפרטורת הפעולה של שבבי LED, להאריך את חיי השירות של המתקן ולשפר את יעילות האור.

(3) חוזק מבני גבוה יותר
בתהליך הייצור של לוחות משחת נחושת, לאחר סינטר, משחת הנחושת יוצרת קשר חזק בין חלקיקי אבקת הנחושת, ויוצרים מבנה מוליך בעל חוזק מסוים על המצע. עבור מעגלים המשתמשים בטכנולוגיית משחת נחושת דרך-חור או חור תקע, לאחר שמשחת הנחושת שמולאה בחור-מתמצקת, זה כמו לבנות מוטות פלדה בתוך המעגל, מה שמשפר משמעותית את התכונות המכניות כגון התנגדות לכיפוף ועמידות בפני רטט של המעגל. חוזק מבני גבוה זה מאפשר למעגלי משחת נחושת להסתגל טוב יותר לסביבות שימוש מורכבות, לשמור על שלמות ויציבות המעגל גם תחת השפעות חיצוניות מסוימות, ולהפחית כשלים במעגלים הנגרמים מנזק מכני. בתחומים מסוימים כגון ציוד בקרה תעשייתי ואלקטרוניקה לרכב, הציוד עשוי להיות נתון לכוחות חיצוניים כגון רטט והשפעה במהלך הפעולה. לוחות מעגלים משחת נחושת, עם החוזק המבני הטוב שלהם, יכולים לעבוד באופן אמין כדי להבטיח את הפעולה הרגילה של הציוד.

(4) יתרונות סביבתיים
תהליכי ייצור מעגלים מסורתיים, כגון תחריט, מייצרים כמות גדולה של נוזל פסולת, המכילה כמות גדולה של יוני נחושת וחומצות קורוזיביות. הטיפול לאחר-הטיפול קשה ויש לו השפעה משמעותית על הסביבה ובריאות האדם. תהליך הייצור של לוחות משחת נחושת הוא ידידותי יחסית לסביבה. במהלך הכנה והדפסה של משחת נחושת אין צורך להשתמש בכמות גדולה של כימיקלים מזיקים, והפסולת הנוצרת בתהליך הייצור קטנה יחסית. יחד עם זאת, השימוש בטכנולוגיית סינטר מוגנת גז יכול לבטל את היישום הנרחב של תרכובות אנטי- לחמצון, למנוע זיהום מוגזם של חומרי גלם, ובסך הכל להפחית את ההשפעה השלילית על הסביבה, העומדת בדרישות הפיתוח של תעשיית ייצור אלקטרונית מודרנית להגנה על ירוק ואיכות הסביבה.