Vše o papírových deskách s plošnými spoji | JH PCBA

Pokročilý výzkum papírových PCB

Vědci provádějí pokročilý výzkum papírových PCB již několik let. Jejich úsilí vyvrcholilo výrobou transparentního celulózového nano papíru, který může vhodně fungovat jako flexibilní substrát PCB. Pomocí procesu plazmové metalizace dokázali přeměnit papír na pájitelné desky. Vědci vhodně použili technologie na bázi papíru pro tisk paměťových zařízení na substrát z balicího papíru, což umožňuje tisk elektronických součástek na kompozity vyrobené z celulózy.

PCB šetrné k životnímu prostředí

Vše výše uvedené poskytuje pohled na budoucí design desek plošných spojů pro elektronická zařízení. Papírové desky plošných spojů jsou flexibilní a lehké a jsou schopné tištěné inteligence. Navíc s papírovými PCB mohou konstrukční týmy nyní zajistit použití principů DfE nebo Design for Environment pro elektronická zařízení na jedno použití.

Při navrhování elektronických zařízení na jedno použití musí konstruktéři zvážit jejich vliv na životní prostředí a na lidské zdraví, jak je specifikováno principy DfE. Transformace principů z konceptu do reality vyžaduje důkladné posouzení chemických látek, které produkt používá, a jejich vlivu na životní prostředí, jakmile produkt dosáhne konce své životnosti. Použití principů DfE umožňuje společnostem dodržovat technologie a postupy, které poškozují životní prostředí na minimum. Podle výzkumu má výroba vícevrstvých PCB na bázi papíru dopad na životní prostředí podstatně v mnohem menší míře než při výrobě konvenčních PCB. Posouzení životního cyklu papírových PCB ukazuje, že jejich použití vede k podstatným zlepšením ve snížení nebo eliminaci uvolňování toxických chemikálií, které zvyšují globální oteplování, poškozují ozonovou vrstvu a poškozují život obecně.

Boj proti elektronickému odpadu

Elektronický průmysl má obvykle velký problém s odpady, často s odkazem na elektronický odpad. Jak však naznačuje nedávná studie, desky s plošnými spoji vyrobené z papíru mohou být způsobem, jak bojovat s dystopií toxického elektronického odpadu. Potenciál jednorázových elektronických výrobků využívajících papír, jako jsou desky s plošnými spoji, ukazuje, že jednorázové papírové PCB jsou budoucností elektronického průmyslu.

Namísto výroby desek plošných spojů z ekologicky nešetrné směsi pryskyřic, skleněných vláken a kovových drátů je výrobci vyrábějí z biologicky odbouratelných papírových substrátů a vodivého inkoustu.

Proces tvorby papírových PCB je poměrně jednoduchý. Kroky využívají tisk voskovým papírem, infuzi metalického inkoustu, sítotisk funkčních prvků, laserové vrtání otvorů a prokovů a přidávání vodivých stop. Kovový inkoust obvykle používá směs polovodivých a vodivých vzorců a je schopen tvořit tranzistory, kondenzátory a odpory. Všechny součástky a tištěné vodiče na papírové desce plošných spojů jsou stejně flexibilní jako samotná deska.

Charakteristika papírových desek plošných spojů

V prvních dnech měly papírové PCB několik problémů. Vlastnosti papíru použitého na desky vedly k tomu, že vodivé barvy pronikly póry substrátu a přeměnily jej na segmenty. Výrobní techniky, jako je slinování, narušovaly stabilitu substrátu.

Nejnovější výzkumy však adekvátně změnily vlastnosti papíru, aby byl vhodný pro použití jako substrát PCB. Výzkumníci změnili charakteristiky použitím techniky fyzikálního napařování během výroby, zatímco skládali elektricky vodivé struktury do papíru, aniž by došlo k poškození substrátu.

Fyzikální depozice par

Pomocí PVD nebo fyzikálního napařování byli výzkumníci schopni přeměnit materiál v kondenzované fázi na fázi par a následně na tenkou vrstvu kondenzované fáze na atomové úrovni. Typicky proces mění materiál na páru pomocí plynného plazmatu nebo vysokoteplotního vakua. Proces PVD pak vyvolá tlakový rozdíl, který umožní transport nízkotlaké páry k substrátu. Nakonec pára kondenzuje na substrátu a vytváří tenkovrstvý povlak.

Výzkumníci použili výše uvedený proces PVD k pokrytí povrchu papírového substrátu pevným vodivým materiálem. Použili mnoho druhů vodivých materiálů k vytvoření zásobníku pro paměťová zařízení. Dokázali potáhnout substrát vodivým filmem, jako je oxid hlinitý, což poskytlo paměťová zařízení, která vykazovala vynikající elektrické vlastnosti, stabilitu a reprodukovatelnost.

Použití papírových substrátů nejen pomáhá návrhářům splnit zásady Design for Environment, ale nabízí také substrát s vysoce flexibilní povahou, který se minimálně rozkládá.

Plazmová metalizace

Výzkumníci využívají i další proces se slibnými výsledky. Jedná se o proces plazmové metalizace, který umožňuje papíru fungovat jako deska s plošnými spoji. Při plazmové metalizaci výzkumníci použili plazmové rozprašovací hlavy k rozprašování práškového vodivého kovu při vysokém tlaku na základní materiál již potažený stříbrnou pastou. Horké plazmové trysky roztaví vodivý kov, aby se mohl spojit se stříbrným základem a vytvořit vysoce vodivý substrát.

Počáteční experimenty s plazmovou metalizací umožnily flexibilní tištěné obvody vyrábět v omezeném množství. Papírové substráty potažené lehkým kovem stojí méně než substráty vyrobené ze standardního polyimidu a zároveň vykazují výjimečnou nosnost a pevnost. Použití flexibilního základního materiálu umožňuje více kreativity pro designéry, protože tito výzkumníci předvádějí techniku ​​plazmové metalizace pro výrobu gadgetů, jako jsou elektronické plakáty a pohlednice.

Budoucí aplikace

Výzkumníci pokračují ve své práci na technologii papírových desek plošných spojů, zejména na jejím využití pro velkosériovou výrobu. Možnosti jsou nekonečné, například desky, které můžete snadno skládat, stříhat nůžkami nebo dokonce vytvářet trojrozměrné struktury s vojenskými a/nebo lékařskými aplikacemi.

Všechny typy průmyslových odvětví mohou těžit z těchto lehkých, biologicky odbouratelných desek s plošnými spoji. Výrobci mohou snadno vyrábět elektromechanická zařízení mikro velikosti, jako jsou štítky RFID s inkoustovým tiskem, senzory potištěné vodivými inkousty, integrované tištěné vlnovody a další tištěné nebo vložené elektronické součástky.

Závěr

JH PCBA, počítá s tím, že papírové PCB ještě nemusí být vhodné pro základní desky počítačů nebo grafické karty. Tyto jednorázové desky budou spíše užitečné pro bezdrátové senzorové sítě a IoDT nebo internet věcí na jedno použití. V současné době průmysl používá taková zařízení pro hodnocení lidského zdraví, monitorování podmínek životního prostředí, sledování zásilek v logistice, monitorování potravin a potravinářských systémů, dozor v armáděa v doručovacích systémech. Kromě toho, protože papírové PCB jsou náchylné na vlhkost, což ovlivňuje jejich aktivní použití a skladovatelnost, budou během přepravy vyžadovat další péči o balení. Zatímco tradiční elektronická zařízení jsou již náchylná k poškození vodou, pro papírové PCB by to mohlo být katastrofální.

• Rok založení
  --
• Obchodní typ
  --
• Země / region
  --
• Hlavní průmysl
  --
• hlavní produkt
  --
• Podniková právnická osoba
  --
• Celkem zaměstnanců
  --
• Roční výstupní hodnota
  --
• Exportní trh
  --
• Spolupracovali zákazníci
  --