Kao ključna komponenta elektronskih uređaja, poboljšanje performansi štampanih ploča igra ključnu ulogu u promovisanju napretka celokupne elektronske industrije. Sa kontinuiranim razvojem elektronskih proizvoda ka minijaturizaciji, laganim, visokim performansama i visokom pouzdanošću, zahtjevi za materijale za štampane ploče postaju sve stroži. Poliimid, kao organski polimerni materijal visokih-performansi, sve se više koristi u oblasti štampanih ploča zbog svojih vrhunskih sveobuhvatnih performansi, i postepeno postaje ključni materijal za proizvodnju elektronskih kola u novoj eri.
Karakteristike poliimidnih materijala
Poliimid je vrsta aromatičnog heterocikličkog polimernog spoja s ponovljenim acil iminskim jedinicama, koji u svojoj molekularnoj strukturi sadrži veliki broj aromatskih prstenova i acil iminskih grupa, dajući materijalu mnoga jedinstvena svojstva.
Odlična otpornost na toplinu
Poliimid ima izuzetno visoku termičku stabilnost, a njegova temperatura staklastog prelaza je obično između 250 stepeni i 350 stepeni. Tg nekih poliimida visokih{3}}učinaka može čak i premašiti 400 stepeni. To znači da poliimidne štampane ploče mogu održavati stabilna fizička i hemijska svojstva u okruženjima sa visokim{6}}temperaturama i nisu sklone deformaciji, degradaciji ili degradaciji performansi, što može zadovoljiti potrebe elektronskih uređaja u visoko-radnim okruženjima kao što su vazduhoplovstvo, automobilski elektronski periferni motori, itd. rad motora, a poliimidne štampane ploče mogu osigurati stabilan rad kola i osigurati sigurnost leta.
Odlične mehaničke performanse
Poliimidni materijali imaju visoku čvrstoću i modul, sa zateznom čvrstoćom uglavnom između 100-300MPa i modulom savijanja do 2-5GPa. Ove odlične mehaničke performanse čine poliimidne štampane ploče manje sklonim pucanju, lomljenju i drugim situacijama kada su izložene vanjskim silama, pružajući pouzdanu podršku i zaštitu za elektronske komponente. Istovremeno, poliimid također ima određeni stupanj fleksibilnosti, što poliimidnim štampanim pločama daje jedinstvenu prednost u nekim elektroničkim uređajima koji zahtijevaju savijanje ili uvijanje, kao što su fleksibilne tiskane ploče u fleksibilnim uređajima za prikaz, koje se mogu savijati više puta bez utjecaja na performanse kola.
Dobre performanse električne izolacije
Poliimid ima odlična svojstva električne izolacije, sa zapreminskom otpornošću do 10 ^ 16-10 ^ 18 Ω· cm, dielektričnom konstantom između 3-4 i niskim tangentom dielektričnog gubitka. Ovo omogućava poliimidnim štampanim pločama da efikasno izoluju različite potencijale u kolima, smanje smetnje signala i pojave curenja, i obezbede stabilan rad elektronskih uređaja i precizan prenos signala. U području visokofrekventne komunikacije, kao što su 5G bazne stanice, satelitska komunikacija i druge aplikacije koje zahtijevaju izuzetno visok kvalitet prijenosa signala, karakteristike niske dielektrične konstante i niskih dielektričnih gubitaka poliimidnih tiskanih ploča mogu učinkovito smanjiti gubitke i kašnjenja tijekom prijenosa signala, poboljšati efikasnost i kvalitet komunikacije.
Otpornost na hemijsku koroziju
Poliimid ima dobru toleranciju na većinu organskih rastvarača, kiselina, baza i drugih hemijskih supstanci i može održati stabilne performanse u složenim hemijskim okruženjima. Ova karakteristika čini poliimidne štampane ploče pogodnim za elektronske uređaje u posebnim okruženjima, kao što su sistemi za praćenje i kontrolu u hemijskoj proizvodnji, elektronski uređaji u morskim okruženjima, itd., što može efikasno produžiti životni vek opreme i poboljšati njenu pouzdanost.
Proces proizvodnje poliimidne štampane ploče
Proces proizvodnje poliimidnih štampanih ploča sličan je tradicionalnom procesu proizvodnje štampanih ploča, ali zbog posebne prirode poliimidnog materijala, potrebni su posebni procesi i oprema u nekim ključnim vezama.
Priprema podloge
Priprema poliimidnih supstrata obično koristi metode premazivanja ili laminacije. Metoda premaza je ravnomjerno premazivanje otopine poliimidne smole na nosač, formiranje poliimidnog filma kroz sušenje, očvršćavanje i druge procese, a zatim ga kompozitiranje s provodljivim materijalima kao što je bakarna folija. Metoda laminiranja je laminiranje poliimidnog filma i bakarne folije zajedno na visokoj temperaturi i visokom pritisku kako bi se formirao fleksibilan laminat obložen bakrom- sa dobrom čvrstoćom vezivanja. U ovom procesu, potrebna je precizna kontrola parametara kao što su temperatura, pritisak i vrijeme kako bi se osigurala jaka veza između poliimidnog filma i provodnog materijala, dok se također osigurava da se performanse poliimidnog materijala ne utječu.
Linijska proizvodnja
Proizvodnja kola je osnovni proces proizvodnje štampanih ploča. Za poliimidne štampane ploče, najčešće korištene tehnike izrade kola uključuju fotolitografiju i jetkanje. Fotolitografija je upotreba fotolitografske tehnologije za prijenos unaprijed izrađenih uzoraka kola na sloj fotootpornosti na poliimidnoj podlozi, a zatim uklanjanje neželjene bakrene folije kroz procese kao što su razvijanje i jetkanje kako bi se formirali precizni uzorci kola. Metoda jetkanja uključuje direktno premazivanje poliimidne podloge otpornikom i jetkanje nezaštićene bakarne folije pomoću otopine za jetkanje kako bi se dobio željeni krug. Uz kontinuirano poboljšanje zahtjeva elektronskih proizvoda za tačnost kola štampanih ploča, napredne tehnike fotolitografije kao što su ekstremna ultraljubičasta litografija i litografija elektronskim snopom postepeno se primjenjuju u proizvodnji poliimidnih štampanih ploča kako bi se postigle manje širine linija/razmak između linija i zadovoljila potražnja za ožičenjem velike -gustine.
Bušenje i metalizacija
Bušenje rupa na poliimidnim štampanim pločama važan je korak u postizanju električnih veza između različitih slojeva. Zbog visoke tvrdoće poliimidnih materijala, obično mehaničko bušenje može lako dovesti do problema kao što su grubi zidovi rupa i neravnine, što utiče na kvalitet rupa i naknadni efekat metalizacije. Stoga se tehnike laserskog bušenja kao što su CO ₂ laser, ultraljubičasti laser itd. često koriste za postizanje visoke{3}}preciznosti i visokog{4}}obrada bušenja, posebno pogodne za obradu malih otvora (kao što je 0,1 mm ili manje). Nakon što je bušenje završeno, zid rupe se mora metalizirati kako bi se dobila dobra provodljivost. Uobičajene metode metalizacije uključuju hemijsko bakreno prevlačenje i galvanizaciju bakra, koje nanose jednolični sloj metalnog bakra na površinu zida rupe kako bi se postigle pouzdane električne veze između različitih slojeva kola.
površinska obrada
Da bi se poboljšala lemljivost, otpornost na koroziju i električne performanse poliimidnih štampanih ploča, potrebna je površinska obrada. Uobičajeni procesi površinske obrade uključuju izravnavanje toplim zrakom, hemijsko niklovanje, zaštitni film protiv organskog lemljenja, itd. Niveliranje vrućim zrakom je proces uranjanja štampane ploče u rastopljeni lem, a zatim korištenje vrućeg zraka za otpuhivanje viška lema, formiranje jednolikog premaza lemljenja na površini štampane ploče i poboljšanje njene sposobnosti lemljenja. Hemijsko pozlaćivanje nikla je proces prvog nanošenja sloja nikla na površinu štampane ploče, nakon čega slijedi drugi sloj pozlaćenja. Sloj nikla može spriječiti difuziju bakra, dok zlatni sloj ima dobru provodljivost i lemljivost, a također može poboljšati otpornost na koroziju i otpornost na oksidaciju štampane ploče. Zaštitna folija za organsko lemljenje je sloj organskog zaštitnog filma presvučen na površini štampane ploče, koji može zaštititi bakar na površini štampane ploče od oksidacije u određenom vremenskom periodu i poboljšati njegovu lemljivost. Različiti procesi površinske obrade pogodni su za različite scenarije primjene i potrebno ih je odabrati prema specifičnim potrebama.
Prednosti performansi poliimidne štampane ploče
Lagan i minijaturiziran
Poliimidni materijali imaju nisku gustinu i dobru fleksibilnost i obradivost, što može postići smanjenje težine i minijaturizaciju štampanih ploča. U nekim elektronskim uređajima sa izuzetno strogim zahtevima za težinu i zapreminu, kao što su prenosivi elektronski proizvodi, vazduhoplovna oprema, itd., primena poliimidnih štampanih ploča može efikasno smanjiti težinu i zapreminu opreme, poboljšati prenosivost i iskorišćenost prostora opreme. Na primjer, u pametnim telefonima, korištenjem poliimida FPC može se postići fleksibilno povezivanje internih kola, smanjiti prostor za ožičenje i pružiti mogućnost za tanji i lakši izgled telefona.
visoka pouzdanost
Poliimidna štampana ploča, sa svojom odličnom otpornošću na toplotu, mehaničkim svojstvima i performansama električne izolacije, može održati stabilne performanse u različitim složenim okruženjima i ima visoku pouzdanost. Bilo u teškim okruženjima kao što su visoka temperatura, visoka vlažnost, jake elektromagnetne smetnje ili pod čestim mehaničkim stresom kao što su vibracije i udarci, poliimidne štampane ploče mogu osigurati normalan rad elektronskih uređaja i smanjiti vjerovatnoću kvara. To je dovelo do široke primjene poliimidnih tiskanih ploča u medicini i drugim poljima koja zahtijevaju izuzetno visoku pouzdanost opreme. U zdravstvu, elektronski uređaji moraju pouzdano da rade u različitim ekstremnim okruženjima, a poliimidne štampane ploče mogu da ispune ovaj strogi zahtev kako bi osigurale nesmetano izvršavanje zadataka.
Prilagodite se visoko-frekventnom i velikom-prenosu signala
S brzim razvojem tehnologija kao što su 5G komunikacija i-brzi prijenos podataka, zahtjevi za visoko-frekventnim i-brzim prijenosom signala performansi štampanih ploča postaju sve viši. Karakteristike niske dielektrične konstante i niskih dielektričnih gubitaka poliimidnih materijala daju poliimidnim štampanim pločama značajne prednosti u visoko-i visokoj -brzini prijenosa signala. Može efikasno smanjiti gubitke i kašnjenja tokom prenosa signala, minimizirati izobličenje signala i preslušavanje i osigurati integritet i tačnost signala. U scenarijima primjene visoke{9}}i velike{10}}prilike kao što su RF moduli za 5G bazne stanice i matične ploče za-servere velike brzine, poliimidna štampana ploča je postala jedan od preferiranih materijala, pružajući snažnu podršku za postizanje velike-brzine i stabilnog prijenosa podataka.