В областта напроизводство на печатни платки, различните процеси за повърхностна обработка постоянно се обновяват, за да отговорят на все по-сложните и високи-изисквания за производителност на електронните устройства. Сред тях технологията с въглероден филм заема важно място в специфични сценарии на приложение поради уникалната си производителност и характеристики.
Принципът и производственият процес на технологията за въглероден филм
Процесът на въглероден филм обикновено се отнася до отпечатване на въглеродно масло върху определена позиция върху платка с печатна платка и след преминаване на теста за втвърдяване в пещ, образуване на въглероден филм с определена стойност на съпротивление. Този процес е подобен на ситопечата на знаци, но въглеродното масло има добра проводимост и е фундаментално различно от полупроводниковите материали, използвани за знаци. Материалите с символи служат само като бариери за идентификация и запояване.
В производствения процес първо трябва да се извърши подробна предварителна подготовка, въз основа на изискванията за проектиране на печатната платка, за точно планиране на позицията и формата на въглеродния филм. Впоследствие беше използвана технология за ситопечат за точно отпечатване на въглеродното масло върху определената област на платката с печатна платка. В тази стъпка е необходим изключително прецизен контрол за процеса.
След отпечатване поставете платката с печатна платка във фурната за втвърдяване. Чрез този процес въглеродното масло се превръща в стабилен въглероден филм и неговите съпротивителни характеристики също се фиксират. Струва си да се отбележи, че дебелината на въглеродния филм ще окаже влияние върху неговата стойност на съпротивление. Дебелината на въглеродното масло за ситопечат обикновено е между 0,3-1,0 mil, с толеранс на дебелината от ± 0,3 mil; Ако се изисква дебелина на въглеродно масло от 1,0 mil или повече, се изисква второ препечатване на въглеродно масло с дебелина 1,0-2,0 mil и допустимо отклонение на дебелината от ± 0,4 mil. Филмът с въглеродно масло за второто препечатване е с 3 mil по-малък от едната страна от филма с въглеродно масло за първия копринен ситопечат.
Предимствата на технологията с въглероден филм
Значителна разход{0}}ефективност
В сравнение с някои методи за повърхностна обработка, които използват благородни метали или сложни процеси, технологията с въглероден филм има значителни предимства както по отношение на разходите за материали, така и по отношение на разходите за обработка. Въглеродното масло, като основен материал, е сравнително евтино и има широк спектър от източници. В същото време неговият производствен процес е сравнително прост, без необходимост от високо-сложно оборудване и технология, което значително намалява общите производствени разходи, особено подходящо за чувствителни към разходите мащабни-производствени сценарии, като например производство на печатни платки на някои потребителски електронни продукти от среден до нисък клас.
Добра проводимост
Въглеродният филм има стабилна и добра проводимост, която може ефективно да провежда ток и да отговаря на основните нужди на печатната платка при електрическо свързване. В много вериги, които не изискват стриктно предаване на електрически сигнали, но се фокусират върху цената и практичността, проводимостта, осигурена от технологията за въглероден филм, е напълно способна да осигури нормалната работа на електронните устройства.
Персонализируемите характеристики на съпротивлението могат да се регулират гъвкаво чрез прецизно контролиране на параметри като дебелината, площта и броя на отпечатаните слоеве на въглеродния филм, за да се отговори на разнообразните изисквания за съпротивление на различни дизайни на вериги. Тази възможност за персонализиране носи голямо удобство при проектирането и производството на печатни платки. Дизайнерите могат лесно да задават специфични стойности на съпротивление въз основа на специфични функционални изисквания на веригата, опростявайки дизайна на веригата и намалявайки размера на печатната платка и заеманото пространство.
Сценарии за приложение на технологията с въглероден филм
В областта на битовата електроника
Технологията с въглероден филм е широко използвана в много потребителски електронни продукти, като дистанционни управления, играчки и прости калкулатори. Вземайки дистанционното управление като пример, веригата на неговата бутонна част често използва технология от въглероден филм за постигане на връзка и предаване на сигнала между бутоните и веригата. Поради факта, че тези продукти обикновено се-произвеждат масово, контролът на разходите е изключително строг, а изискванията за производителност са сравнително умерени, ценово предимство и добрата проводимост на технологията за въглероден филм напълно отговарят на тези нужди. Например електронните компоненти в детските играчки, печатните платки, произведени с помощта на технология за въглероден филм, могат да осигурят основните електрически функции на играчките и да постигнат широко{4}}мащабно производство, като същевременно контролират разходите, правейки продуктите на играчките по-конкурентоспособни на пазара.
Технологията с въглероден филм също демонстрира уникални предимства в някои малки електронни устройства с изключително взискателни изисквания за пространство, като микросензори, малки Bluetooth модули и други продукти. Благодарение на способността си да отговаря на изискванията на параметрите на веригата, като съпротивление чрез регулиране на характеристиките на въглеродния филм, той избягва добавянето на твърде много дискретни компоненти в ограничено пространство, ефективно намалява размера на печатната платка и позволява на малки устройства да постигнат пълни функции на веригата в компактно пространство, осигурявайки осъществимо решение за проектиране и производство на миниатюризирани електронни устройства.
Ограничения и контрамерки на технологията за въглероден филм
Въпреки че технологията с въглероден филм има много предимства, тя има и определени ограничения. Например, в сравнение с някои процеси на метално покритие, корозионната устойчивост на въглеродния филм е относително слаба. В сурови среди, като висока влажност и високи количества сол, производителността може да намалее или дори да се повреди. В допълнение, физическата якост на въглеродния филм е относително ниска и той е склонен към напукване или падане, когато е подложен на големи външни въздействия, което засяга нормалната работа на веригата.
За справяне с тези ограничения могат да се предприемат някои защитни мерки при практически приложения. Що се отнася до устойчивостта на корозия, върху повърхността на въглеродния филм може да се нанесе прозрачно покритие с добри защитни свойства, като например триустойчива боя, за да се изолира корозията на въглеродния филм от външна корозивна среда. За да се реши проблемът с недостатъчната физическа здравина, от една страна, оформлението може да бъде оптимизирано разумно по време на фазата на проектиране на печатна платка, за да се намали възможността за външно въздействие върху частта от въглероден филм; От друга страна, в производствения процес физическата здравина на самия въглероден филм може да бъде подобрена чрез подобряване на параметрите на процеса, като оптимизиране на формулата на въглеродното масло и регулиране на условията на втвърдяване.
Сравнението между процеса на въглероден филм и други процеси за повърхностна обработка. В сравнение с процеса HASL, въпреки че процесът HASL има добра заваряемост и зряла технология, той има недостатъци като неравна повърхност, неподходящ за заваряване на компоненти с фина стъпка и екологични проблеми, пред които е изправен процесът, съдържащ олово. Процесът с въглероден филм може да постигне по-фина изработка на вериги, което го прави по-подходящ за дизайни на вериги, които изискват голямо пространствено оформление и малко разстояние между компонентите, без никакви опасения за околната среда.
В сравнение с OSP процеса, OSP покритието се използва главно за предотвратяване на окисляване, разчита на поток за запояване и има относително по-слаба устойчивост на корозия. Процесът на въглероден филм не само има определен антиоксидационен ефект, но също така се фокусира върху осигуряването на функции на проводимост и съпротивление, което има незаменими предимства в някои приложения на вериги, които изискват специфични стойности на съпротивление.
В сравнение с процеса на безелектрическо никелиране/потапяне в злато, процесът на безелектрическо никелиране/потапяне в злато може да осигури отлична електрическа производителност и дългосрочна-надеждност, но процесът е сложен и скъп. Процесът с въглеродно фолио, със своята ниска цена и сравнително просто производство, има значително конкурентно предимство в чувствителни към разходите и изискващи производителност сценарии на приложение.