Като ключов носител на електронни системи, технологичните иновации на платките са от решаващо значение.Платки с медна паста, със своите уникални приложения на материали и производствени процеси, постепенно се очертаха като нововъзникваща сила в областта на електронното производство. Той предоставя нов подход за решаване на предизвикателствата в традиционното производство на платки, демонстрирайки значителни предимства при подобряване на производителността на платките и оптимизиране на производствените процеси.
1, Основни принципи и състав на платка с медна паста
Сърцевината на платките с медна паста се намира в основния материал на медна паста. Медната паста обикновено се прави чрез смесване на меден прах с висока -чистота с органични свързващи вещества, добавки и т.н. Сред тях медният прах, като проводящо тяло, играе решаваща роля при провеждането на ток в платките поради отличната си проводимост. Органичните свързващи вещества играят роля в равномерното диспергиране на медния прах и прилепването му към субстрата, като гарантират, че медната паста може да се поддържа стабилно в предварително определената позиция по време на последваща обработка и употреба, образувайки надеждни проводими линии. Има различни видове добавки, включително реологични агенти, антиоксиданти и т.н., които се използват за регулиране на течливостта на медната паста, предотвратяване на окисляването на медния прах по време на приготвянето и употребата и осигуряване на качеството и стабилността на работата на медната паста.
От гледна точка на състава, печатните платки с медна паста са базирани на субстрати, а обичайните субстратни материали включват керамични субстрати, FR4 и т.н. Различните субстратни материали са подходящи за различни сценарии на приложение поради техните различни физични и химични свойства. Например, керамичните субстрати имат добра устойчивост на висока температура и висока изолация, което ги прави подходящи за електронни устройства със строги изисквания за разсейване на топлината и електрически характеристики; Субстратът FR4 се използва широко в потребителската електроника и други области поради ниската си цена и зряла технология за обработка. Върху субстрата медната паста се отпечатва на предварително определени позиции чрез специфични процеси на печат, за да се оформят прецизни схеми на веригата. Тези модели се подлагат на последваща обработка, като сушене и синтероване, за да се изпарят или втвърдят органичните компоненти в медната паста, а медните прахове се синтероват заедно, за да образуват плътни проводящи пътища, като по този начин се изгражда цялостна проводяща система на платката.
2, Производственият процес на платка с медна паста
(1) Приготвяне на медна паста
Приготвянето на високо{0}}качествена медна паста е основната стъпка в производството на печатни платки с медна паста. Първо се избира меден прах с висока -чистота, който обикновено се изисква да бъде над 99% чистота, за да се осигури добра проводимост. Размерът на частиците и разпределението на медния прах оказват значително влияние върху свойствата на медната паста. Обикновено медният прах с размери на частиците, вариращи от 1-50 μm, се избира според специфичните изисквания за приложение и различните размери на частиците на медния прах се смесват в определена пропорция чрез специфични процеси за оптимизиране на обемната плътност и проводимостта на медната паста.
(2) Процес на печат
Отпечатването е решаваща стъпка за точното прехвърляне на медна паста върху субстрат за формиране на схеми на вериги. Често използваните процеси на печат включват ситопечат и печат със скреперно покритие. Ситопечатът е често срещан метод, който включва изработване на плоча за ситопечат със специфични шарки на вериги, поставяне на медна паста върху екрана и прилагане на определен натиск върху екрана с помощта на скрепер за прехвърляне на медната паста през отвора на екрана към повърхността на субстрата, като по този начин се образува модел на верига от медна паста, съответстващ на шаблона на екрана. В процеса на ситопечат параметри като размера на мрежата на ситото, твърдостта и натиска на скрепера и скоростта на печат могат да повлияят на качеството на печата с медна паста, като яснота на линията и еднаквост на дебелината.
(3) Сушене и синтероване
След отпечатването платката с медна паста трябва да се изсуши, за да се отстранят летливите вещества като влага и някои органични разтворители. Има различни методи за сушене, като обикновено се използват фурни, инфрачервени сушилни или микровълнови сушилни. Процесът на сушене изисква контролиране на подходящата температура и време, за да се гарантира, че летливите вещества са напълно отстранени, без да се засяга адхезията между медната паста и субстрата, както и вътрешната структура на медната паста.
3, Предимства на производителността на платките с медна паста
(1) Отлична проводимост
Медта сама по себе си е метал с отлична проводимост, нареждащ се сред върховете по електропроводимост сред обикновените метали. В печатни платки с медна паста проводимите линии, образувани от медна паста, която е правилно пропорционирана и обработена, могат ефективно да намалят съпротивлението и да подобрят ефективността на предаване на ток. В сравнение с традиционните процеси за производство на печатни платки като ецване, платките с медна паста имат значителни предимства в проводимостта. Методът на ецване неизбежно ще причини известно увреждане на повърхността на задържаното медно фолио по време на процеса на отстраняване на излишното медно фолио, увеличавайки устойчивостта; Печатната платка с медна паста образува проводящи линии чрез директно печатане и синтероване, като намалява това увреждане и прави проводимостта на проводимите линии по-близо до присъщата проводимост на медта. Например, печатни платки с медна паста, изготвени чрез специфични процеси, могат да имат ниско съпротивление на проводящия слой до 2,26 × 10 ⁻⁸ω/m (чистата мед има съпротивление от 1,75 × 10 ⁻⁸ω/m), което може да отговори на високите изисквания за проводимост в приложения на електронни устройства, като например високо-скоростни линии за предаване на данни и високо{9}}честотни вериги.
(2) Добро разсейване на топлината
По време на работа на електронни устройства генерирането на топлина е често срещан проблем, особено в интегрирани електронни системи с висока-мощност и висока{1}}плътност. Ефективността на разсейване на топлината пряко влияе върху стабилността и експлоатационния живот на оборудването. Медта има добра топлопроводимост, а проводимите линии от медна паста в платките с медна паста могат ефективно да пренасят топлината, генерирана от електронните компоненти, докато провеждат ток. За някои печатни платки, които използват медна паста през-дупка или технология с медна паста, отвор за запушалка, топлината може бързо да бъде отведена към други слоеве или устройства за разсейване на топлината на платката през медна паста, запълнена през дупки, значително подобрявайки общата ефективност на разсейване на топлината на платката. В печатната платка на високо-мощни LED осветителни тела процесът на отвора на тапата с медна паста значително увеличава площта на топлопроводимост. Медният стълб може бързо да прехвърли топлината към другата страна на печатната платка. В комбинация с медна паста с висока топлопроводимост (коефициент на топлопроводимост 8w/mk), тя може ефективно да намали работната температура на LED чиповете, да удължи експлоатационния живот на осветителното тяло и да подобри светлинната ефективност.
(3) По-висока структурна здравина
В процеса на производство на платки с медна паста, след синтероване, медната паста образува силна връзка между частиците на медния прах, образувайки проводяща структура с определена якост върху субстрата. За печатни платки, използващи технология за през-дупка или тапа, след като медната паста, запълнена в проходния-отвор, се втвърди, това е като изграждане на стоманени пръти вътре в платката, което значително подобрява механичните свойства като устойчивост на огъване и устойчивост на вибрации на платката. Тази по-висока структурна здравина позволява на платките с медна паста да се адаптират по-добре към сложни среди на използване, да поддържат целостта и стабилността на веригата дори при определени външни въздействия и да намалят повреди на веригата, причинени от механични повреди. В някои области, като промишлено контролно оборудване и автомобилна електроника, оборудването може да бъде подложено на външни сили като вибрации и удари по време на работа. Платките от медна паста, с тяхната добра структурна здравина, могат да работят надеждно, за да осигурят нормалната работа на оборудването.
(4) Екологични предимства
Традиционните процеси на производство на печатни платки, като ецване, генерират голямо количество отпадъчна течност, която съдържа голямо количество медни йони и корозивни киселини. До-третирането е трудно и има значително въздействие върху околната среда и човешкото здраве. Производственият процес на печатни платки с медна паста е сравнително екологичен. По време на подготовката и отпечатването на медна паста не е необходимо да се използват големи количества вредни химикали, а отпадъците, генерирани по време на производствения процес, са сравнително малки. В същото време използването на технология за защитено от газ синтероване може да елиминира широкото приложение на анти-окислителни съединения, да избегне прекомерното замърсяване на суровините и като цяло да намали отрицателното въздействие върху околната среда, което отговаря на изискванията за развитие на съвременната електронна производствена индустрия за екологичност и опазване на околната среда.