Kaip pagrindinė elektroninių prietaisų sudedamoji dalis, spausdintinės plokštės našumo gerinimas vaidina lemiamą vaidmenį skatinant visos elektronikos pramonės pažangą. Nuolat tobulėjant elektroniniams gaminiams siekiant mažinti, lengvus, didelio našumo ir didelio patikimumo, reikalavimai spausdintinių plokščių medžiagoms tampa vis griežtesni. Poliimidas, kaip didelio našumo-organinė polimerinė medžiaga, vis dažniau naudojamas spausdintinių plokščių srityje dėl savo puikių visapusiškų savybių ir palaipsniui tampa pagrindine medžiaga gaminant elektronines grandines naujoje eroje.
Poliimido medžiagų charakteristikos
Poliimidas yra aromatinio heterociklinio polimero junginio tipas su pasikartojančiais aciliminų vienetais, kurio molekulinėje struktūroje yra daug aromatinių žiedų ir aciliminų grupių, suteikiančių medžiagai daug unikalių savybių.
Puikus atsparumas karščiui
Poliimidas turi ypač didelį šiluminį stabilumą, o jo stiklėjimo temperatūra paprastai yra nuo 250 laipsnių iki 350 laipsnių. Kai kurių didelio našumo -poliimidų Tg gali viršyti net 400 laipsnių. Tai reiškia, kad poliimido spausdintinės plokštės gali išlaikyti stabilias fizines ir chemines savybes aukštoje{6}}temperatūroje ir nėra linkusios į deformaciją, degradaciją ar veikimo pablogėjimą, o tai gali patenkinti elektroninių prietaisų poreikius aukštos temperatūros darbo aplinkoje, pvz., aviacijos erdvėje, automobilių elektroninių variklių periferiniuose įrenginiuose ir tt ir poliimido spausdintinės plokštės gali užtikrinti stabilų grandinės veikimą ir užtikrinti skrydžio saugumą.
Puikus mechaninis veikimas
Poliimido medžiagos turi didelį stiprumą ir modulį, kurių tempimo stipris paprastai yra 100–300 MPa, o lenkimo modulis yra iki 2–5 GPa. Dėl šių puikių mechaninių savybių poliimido spausdintinės plokštės mažiau linkusios įtrūkti, lūžti ir kitose situacijose, kai yra veikiamos išorinių jėgų, todėl užtikrina patikimą elektroninių komponentų atramą ir apsaugą. Tuo pačiu metu poliimidas taip pat turi tam tikrą lankstumą, todėl poliimido spausdintinės plokštės turi unikalų pranašumą kai kuriuose elektroniniuose įrenginiuose, kuriems reikalingas lankstumas arba lenkimas, pvz., lanksčios spausdintinės plokštės lanksčiuose ekrano įrenginiuose, kurias galima kelis kartus sulenkti nepažeidžiant grandinės veikimo.
Geros elektros izoliacijos savybės
Poliimidas pasižymi puikiomis elektros izoliacinėmis savybėmis, jo tūrinė savitoji varža yra iki 10 ^ 16-10 ^ 18 Ω· cm, dielektrinė konstanta yra 3–4, o dielektrinių nuostolių liestinė yra maža. Tai leidžia poliimido spausdintinėms plokštėms efektyviai izoliuoti skirtingus potencialus grandinėse, sumažinti signalo trukdžių ir nuotėkio reiškinius bei užtikrinti stabilų elektroninių prietaisų darbą ir tikslų signalo perdavimą. Aukšto dažnio ryšio srityje, pavyzdžiui, 5G bazinės stotys, palydovinis ryšys ir kitos programos, kurioms reikalinga itin aukšta signalo perdavimo kokybė, poliimido spausdintinių plokščių mažos dielektrinės konstantos ir mažų dielektrinių nuostolių charakteristikos gali efektyviai sumažinti nuostolius ir vėlavimą signalo perdavimo metu, pagerinti ryšio efektyvumą ir kokybę.
Atsparumas cheminei korozijai
Poliimidas gerai toleruoja daugumą organinių tirpiklių, rūgščių, bazių ir kitų cheminių medžiagų ir gali išlaikyti stabilų veikimą sudėtingoje cheminėje aplinkoje. Dėl šios charakteristikos poliimido spausdintinės plokštės tinka elektroniniams įrenginiams specialioje aplinkoje, pavyzdžiui, stebėjimo ir valdymo sistemoms chemijos gamyboje, elektroniniams prietaisams jūrinėje aplinkoje ir kt., o tai gali efektyviai prailginti įrangos eksploatavimo laiką ir pagerinti jos patikimumą.
Poliimido spausdintinės plokštės gamybos procesas
Poliimido spausdintinės plokštės gamybos procesas yra panašus į tradicinį spausdintinės plokštės gamybos procesą, tačiau dėl ypatingo poliimido medžiagos pobūdžio kai kuriose pagrindinėse grandyse reikalingi specialūs procesai ir įranga.
Substrato paruošimas
Ruošiant poliimido pagrindą dažniausiai naudojami dengimo arba laminavimo metodai. Dengimo būdas yra tolygiai padengti poliimido dervos tirpalą ant nešiklio, džiovinant, kietinant ir kitais procesais suformuoti poliimido plėvelę, o tada sujungti ją su laidžiomis medžiagomis, tokiomis kaip varinė folija. Laminavimo metodas yra poliimido plėvelės ir vario folijos laminavimas kartu aukštoje temperatūroje ir aukštame slėgyje, kad susidarytų lankstus variu dengtas laminatas, turintis gerą sukibimo stiprumą. Šiame procese reikalingas tikslus parametrų, tokių kaip temperatūra, slėgis ir laikas, kontrolė, kad būtų užtikrintas tvirtas poliimido plėvelės ir laidžios medžiagos ryšys, kartu užtikrinant, kad poliimido medžiagos veikimas nebūtų paveiktas.
Linijinė gamyba
Grandinių gamyba yra pagrindinis spausdintinės plokštės gamybos procesas. Poliimido spausdintinėms plokštėms dažniausiai naudojami grandinių gamybos būdai yra fotolitografija ir ėsdinimas. Fotolitografija – tai fotolitografijos technologijos naudojimas, perkeliant iš anksto pagamintus grandinės raštus ant fotorezisto sluoksnio ant poliimido pagrindo, o po to pašalinant nepageidaujamą vario foliją atliekant tokius procesus kaip tobulinimas ir ėsdinimas, kad būtų suformuoti tikslūs grandinės raštai. ėsdinimo metodas apima tiesioginį poliimido pagrindo padengimą rezistu ir neapsaugotos vario folijos ėsdinimą naudojant ėsdinimo tirpalą, kad būtų gauta norima grandinė. Nuolat tobulinant elektroninių gaminių reikalavimus dėl spausdintinių plokščių grandinių tikslumo, poliimido spausdintinių plokščių gamyboje palaipsniui taikomi pažangūs fotolitografijos metodai, pvz., ekstremalioji ultravioletinė litografija ir elektronų pluošto litografija, siekiant sumažinti linijų plotį / tarpus tarp eilučių ir patenkinti didelio{4}}tankio laidų poreikį.
Gręžimas ir metalizavimas
Skylių gręžimas poliimido spausdintinėse plokštėse yra svarbus žingsnis siekiant elektros jungčių tarp skirtingų sluoksnių. Dėl didelio poliimido medžiagų kietumo, įprastas mechaninis gręžimas gali lengvai sukelti problemų, tokių kaip šiurkščios skylių sienos ir įbrėžimai, kurie turi įtakos skylių kokybei ir vėlesniam metalizacijos efektui. Todėl gręžimo lazeriu metodai, pvz., CO ₂ lazeris, ultravioletinis lazeris ir kt., dažnai naudojami siekiant didelio-tikslumo ir aukštos{{4} kokybės gręžimo apdorojimo, ypač tinka mažoms angoms (pvz., 0,1 mm ar mažesnėms) apdoroti. Baigus gręžti skylės sienelę reikia metalizuoti, kad būtų užtikrintas geras laidumas. Dažniausiai naudojami metalizacijos metodai apima cheminį vario dengimą ir vario galvanizavimą, kurie nusodina vienodą metalinio vario sluoksnį ant skylės sienelės paviršiaus, kad būtų užtikrintas patikimas elektrinis ryšys tarp skirtingų grandinių sluoksnių.
paviršiaus apdorojimas
Norint pagerinti poliimido spausdintinių plokščių litavimą, atsparumą korozijai ir elektrines charakteristikas, reikalingas paviršiaus apdorojimas. Įprasti paviršiaus apdorojimo procesai apima išlyginimą karštu oru, cheminį nikeliavimą, organinę litavimo apsauginę plėvelę ir kt. Išlyginimas karštu oru – tai spausdintinės plokštės panardinimas į išlydytą lydmetalą ir karšto oro naudojimas lydmetalio pertekliui nupūsti, suformuojant vienodą litavimo dangą ant spausdintinės plokštės paviršiaus ir pagerinant jos litavimą. Cheminis nikelio padengimas yra procesas, kai ant spausdintinės plokštės paviršiaus pirmiausia uždedamas nikelio sluoksnis, o po to dar vienas paauksavimo sluoksnis. Nikelio sluoksnis gali užkirsti kelią vario difuzijai, o aukso sluoksnis turi gerą laidumą ir litavimą, taip pat gali pagerinti spausdintinės plokštės atsparumą korozijai ir atsparumą oksidacijai. Organinės litavimo apsauginė plėvelė yra organinės apsauginės plėvelės sluoksnis, padengtas spausdintinės plokštės paviršiumi, kuris tam tikrą laiką gali apsaugoti spausdintinės plokštės paviršiaus varį nuo oksidacijos ir pagerinti jo litavimą. Skirtingi paviršiaus apdorojimo procesai tinka skirtingiems naudojimo scenarijams ir turi būti parinkti pagal konkrečius poreikius.
Poliimido spausdintinės plokštės našumo pranašumai
Lengvas ir miniatiūrizuotas
Poliimido medžiagos turi mažą tankį, gerą lankstumą ir apdirbamumą, todėl spausdintinės plokštės gali būti lengvesnės ir miniatiūrinės. Kai kuriuose elektroniniuose įrenginiuose, kuriems taikomi itin griežti svorio ir tūrio reikalavimai, pavyzdžiui, nešiojamuose elektroniniuose gaminiuose, aviacijos ir kosmoso įrangoje ir kt., naudojant poliimido spausdintinę plokštę, galima efektyviai sumažinti įrangos svorį ir tūrį, pagerinti įrangos perkeliamumą ir vietos panaudojimą. Pavyzdžiui, išmaniuosiuose telefonuose naudojant poliimido FPC galima lanksčiai sujungti vidines grandines, sumažinti laidų erdvę ir suteikti galimybę sukurti plonesnį ir lengvesnį telefono dizainą.
didelis patikimumas
Poliimido spausdintinė plokštė, pasižyminti puikiu atsparumu karščiui, mechaninėmis savybėmis ir elektros izoliacija, gali išlaikyti stabilų veikimą įvairiose sudėtingose aplinkose ir yra labai patikima. Atšiaurioje aplinkoje, pvz., aukštoje temperatūroje, didelėje drėgmėje, stipriai veikiant elektromagnetiniams trukdžiams, ar dažnai veikiant mechaniniams įtempiams, pvz., vibracijai ir smūgiams, poliimido spausdintinės plokštės gali užtikrinti normalų elektroninių prietaisų veikimą ir sumažinti gedimo tikimybę. Tai paskatino poliimido spausdintinių plokščių plačiai pritaikymą medicinos ir kitose srityse, kurioms reikalingas itin didelis įrangos patikimumas. Sveikatos priežiūros srityje elektroniniai prietaisai turi patikimai veikti įvairiose ekstremaliose aplinkose, o poliimido spausdintinės plokštės gali atitikti šį griežtą reikalavimą, kad būtų užtikrintas sklandus užduočių vykdymas.
Prisitaikykite prie didelio{0}}dažnio ir didelio{1}}greičio signalo perdavimo
Sparčiai tobulėjant technologijoms, tokioms kaip 5G ryšys ir didelės spartos{1}}duomenų perdavimas, spausdintinių plokščių didelio-dažnio ir spartaus{3}}signalo perdavimo našumo reikalavimai tampa vis aukštesni. Dėl mažos poliimido medžiagų dielektrinės konstantos ir mažų dielektrinių nuostolių charakteristikos poliimido spausdintinės plokštės turi reikšmingų pranašumų perduodant aukšto{5}}dažnio ir didelio{6}}greičio signalą. Jis gali veiksmingai sumažinti nuostolius ir vėlavimą signalo perdavimo metu, sumažinti signalo iškraipymą ir skersinį pokalbį bei užtikrinti signalo vientisumą ir tikslumą. Didelio -dažnio ir spartaus{10}}scenarijų atveju, pvz., 5G bazinių stočių RF moduliai ir didelės spartos serverių pagrindinės plokštės, poliimido spausdintinės plokštės tapo viena iš pageidaujamų medžiagų, užtikrinančių didelį{13}}spartų ir stabilų duomenų perdavimą.