Kao ključni nosilac elektronskih sistema, tehnološka inovacija ploča je ključna.Ploče sa bakrenom pastom, sa svojom jedinstvenom primjenom materijala i proizvodnim procesima, postepeno su se pojavili kao sila u nastajanju u području elektronske proizvodnje. Pruža novi pristup rješavanju izazova u tradicionalnoj proizvodnji ploča, pokazujući značajne prednosti u poboljšanju performansi ploča i optimizaciji proizvodnih procesa.
1, Osnovni principi i sastav ploče od bakrene paste
Jezgro ploča s bakrenom pastom leži u ključnom materijalu bakrene paste. Bakarna pasta se obično pravi miješanjem bakarnog praha visoke{1}}čistoće sa organskim vezivnim sredstvima, aditivima itd. Među njima, bakarni prah, kao provodno tijelo, igra ključnu ulogu u provođenju struje u pločama zbog svoje odlične provodljivosti. Organska veziva igraju ulogu u ravnomernoj disperziji bakarnog praha i prianjanju na podlogu, obezbeđujući da se bakarna pasta može stabilno održavati u unapred određenom položaju tokom naknadne obrade i upotrebe, formirajući pouzdane provodne linije. Postoje različite vrste aditiva, uključujući reološke agense, antioksidanse, itd., koji se koriste za podešavanje protočnosti bakrene paste, sprečavanje oksidacije bakarnog praha tokom pripreme i upotrebe i obezbeđivanje kvaliteta i stabilnosti performansi bakrene paste.
Iz perspektive sastava, ploče od bakrene paste su zasnovane na podlogama, a uobičajeni materijali supstrata uključuju keramičke podloge, FR4, itd. Različiti materijali supstrata su pogodni za različite scenarije primene zbog svojih različitih fizičkih i hemijskih svojstava. Na primjer, keramičke podloge imaju dobru otpornost na visoke temperature i visoke performanse izolacije, što ih čini pogodnim za elektronske uređaje sa strogim zahtjevima za odvođenje topline i električne performanse; FR4 supstrat se široko koristi u potrošačkoj elektronici i drugim poljima zbog niske cijene i zrele tehnologije obrade. Na podlozi, bakrena pasta se štampa na unapred određenim pozicijama kroz specifične procese štampanja kako bi se formirali precizni obrasci kola. Ovi uzorci se podvrgavaju naknadnoj obradi kao što je sušenje i sinterovanje da bi se isparile ili učvrstile organske komponente u bakrenoj pasti, a bakarni prah se sinteruje zajedno da formira čvrste provodne puteve, čime se konstruiše kompletan provodni sistem na ploči.
2, proizvodni proces ploče od bakrene paste
(1) Priprema bakrene paste
Priprema visoko{0}}kvalitetne bakrene paste je primarni korak u izradi ploča od bakrene paste. Prvo, odabire se bakarni prah visoke -čistoće, za koji se obično traži da bude iznad 99% čistoće kako bi se osigurala dobra provodljivost. Veličina čestica i raspodjela bakarnog praha imaju značajan utjecaj na svojstva bakrene paste. Općenito, bakarni prah s veličinama čestica u rasponu od 1-50 μm se bira prema specifičnim zahtjevima primjene, a različite veličine čestica bakarnog praha se miješaju u određenom omjeru kroz specifične procese kako bi se optimizirala nasipna gustoća i vodljivost bakrene paste.
(2) Proces štampanja
Štampanje je ključni korak u preciznom prenošenju bakrene paste na podlogu kako bi se formirale šare kola. Uobičajeni procesi štampanja uključuju sito štampu i štampanje premaza sa strugačem. Sitotisak je uobičajena metoda, koja uključuje izradu ploče za sito štampu sa specifičnim uzorcima kola, postavljanje bakrene paste na sito i primjenu određenog pritiska na sito pomoću strugača za prijenos bakrene paste kroz područje otvora na ekranu na površinu podloge, čime se formira uzorak bakrene paste u skladu s uzorkom sito. U procesu sito štampe, parametri kao što su veličina mreže sita, tvrdoća i pritisak strugača i brzina štampanja mogu uticati na kvalitet štampe bakrene paste, kao što su jasnoća linije i ujednačenost debljine.
(3) Sušenje i sinterovanje
Nakon štampanja, ploča sa bakrenom pastom treba da se osuši kako bi se uklonile isparljive supstance kao što su vlaga i neki organski rastvarači. Postoje različite metode sušenja, obično uključujući korištenje pećnica, infracrvenih sušilica ili mikrovalnih sušilica. Proces sušenja zahtijeva kontrolu odgovarajuće temperature i vremena kako bi se osiguralo da se isparljive tvari potpuno uklone bez utjecaja na performanse prianjanja između bakrene paste i podloge, kao i na unutrašnju strukturu bakrene paste.
3, Prednosti performansi ploča od bakrene paste
(1) Odlične performanse provodljivosti
Sam bakar je metal sa odličnom provodljivošću, koji se svrstava u sam vrh u pogledu električne provodljivosti među uobičajenim metalima. U pločama sa bakrenom pastom, provodne linije formirane od bakrene paste koja je pravilno odmerena i obrađena mogu efikasno smanjiti otpor i poboljšati efikasnost prenosa struje. U poređenju sa tradicionalnim procesima proizvodnje ploča kao što je jetkanje, ploče sa bakrenom pastom imaju značajne prednosti u provodljivosti. Metoda jetkanja će neizbježno uzrokovati određena oštećenja površine zadržane bakarne folije tokom procesa uklanjanja viška bakarne folije, povećavajući otpor; Ploča sa bakrenom pastom formira vodljive linije direktnim štampanjem i sinterovanjem, smanjujući ovo oštećenje i čineći provodljivost provodljivih vodova bližom inherentnoj provodljivosti bakra. Na primjer, ploče od bakrene paste pripremljene posebnim procesima mogu imati nisku otpornost provodnog sloja od čak 2,26 × 10 ⁻⁸ω/m (čisti bakar ima otpornost od 1,75 × 10 ⁻⁸ω/m), što može zadovoljiti visoke zahtjeve za provodljivost u aplikacijama visoke brzine{8} za prijenos podataka kao što su- -visokofrekventna kola.
(2) Dobre performanse odvođenja topline
Tokom rada elektronskih uređaja, stvaranje toplote je čest problem, posebno u integrisanim elektronskim sistemima velike-i velike gustine{1}} Performanse odvođenja toplote direktno utiču na stabilnost i radni vek opreme. Bakar ima dobru toplotnu provodljivost, a provodne linije bakrene paste u pločama sa bakrenom pastom mogu efikasno preneti toplotu koju stvaraju elektronske komponente dok provode struju. Za neke ploče koje koriste bakrenu pastu kroz-rupu ili tehnologiju otvora za čep sa bakrenom pastom, toplina se može brzo prenijeti na druge slojeve ili uređaje za rasipanje topline na pločici kroz bakrenu pastu ispunjenu kroz rupe, uvelike poboljšavajući ukupnu efikasnost odvođenja topline ploče. U štampanoj ploči LED rasvjetnih tijela velike{7}}obe, proces rupe utikača bakrenom pastom uvelike povećava područje toplotne provodljivosti. Bakarni stup može brzo prenijeti toplinu na drugu stranu ploče. U kombinaciji sa bakrenom pastom visoke toplotne provodljivosti (koeficijent toplotne provodljivosti od 8w/mk), može efikasno smanjiti radnu temperaturu LED čipova, produžiti životni vek uređaja i poboljšati svetlosnu efikasnost.
(3) Veća čvrstoća konstrukcije
U procesu proizvodnje ploča od bakrene paste, nakon sinterovanja, bakrena pasta stvara jaku vezu između čestica bakarnog praha, formirajući provodljivu strukturu određene čvrstoće na podlozi. Za štampane ploče koje koriste bakrenu pastu kroz-rupu ili tehnologiju otvora za utikač, nakon što se bakrena pasta ispunjena kroz-otvor učvrsti, to je poput izgradnje čeličnih šipki unutar ploče, značajno poboljšavajući mehanička svojstva kao što su otpornost na savijanje i otpornost na vibracije ploče s električnim kolom. Ova veća strukturna čvrstoća omogućava pločama s bakrenom pastom da se bolje prilagode složenim okruženjima upotrebe, održavaju integritet i stabilnost kola čak i pod određenim vanjskim utjecajima i smanjuju kvarove kola uzrokovane mehaničkim oštećenjem. U nekim oblastima kao što su industrijska kontrolna oprema i automobilska elektronika, oprema može biti izložena vanjskim silama kao što su vibracije i udari tokom rada. Ploče sa bakrenom pastom, sa svojom dobrom strukturnom čvrstoćom, mogu pouzdano raditi kako bi osigurale normalan rad opreme.
(4) Ekološke prednosti
Tradicionalni procesi proizvodnje ploča, kao što je jetkanje, stvaraju veliku količinu otpadne tekućine, koja sadrži veliku količinu iona bakra i korozivnih kiselina. Post{1}}tretman je težak i ima značajan uticaj na životnu sredinu i zdravlje ljudi. Proces proizvodnje ploča od bakrene paste je relativno ekološki prihvatljiv. Prilikom pripreme i štampe bakarne paste nema potrebe za upotrebom velike količine štetnih hemikalija, a otpad koji nastaje u procesu proizvodnje je relativno mali. Istovremeno, korištenje tehnologije sinteriranja zaštićenog plinom može eliminirati ekstenzivnu primjenu anti-oksidacijskih jedinjenja, izbjeći prekomjerno zagađenje sirovinama, i sveukupno smanjiti negativan uticaj na životnu sredinu, što zadovoljava razvojne zahtjeve moderne elektronske proizvodne industrije za ekološku zaštitu i zaštitu okoliša.