Tutto sui circuiti stampati | JH PCBA

Ricerca avanzata sui PCB di carta

Negli ultimi anni i ricercatori hanno condotto ricerche avanzate sui PCB della carta. I loro sforzi sono culminati nella produzione di una nanocarta di cellulosa trasparente che può funzionare adeguatamente come substrato flessibile per PCB. Con un processo di metallizzazione al plasma sono riusciti a trasformare la carta in pannelli saldabili. I ricercatori hanno opportunamente utilizzato tecnologie basate sulla carta per stampare dispositivi di memoria su un substrato di carta da imballaggio, consentendo la stampa di componenti elettronici su compositi di cellulosa.

PCB rispettosi dell'ambiente

Tutto quanto sopra fornisce uno spaccato della futura progettazione dei circuiti stampati per apparecchiature elettroniche. Essendo flessibili e leggeri, i circuiti stampati di carta sono capaci di intelligenza stampata. Inoltre, con i PCB in carta, i team di progettazione possono ora garantire l’uso dei principi DfE o Design for Environment per le apparecchiature elettroniche monouso.

Quando progettano apparecchiature elettroniche monouso, i progettisti devono considerare il loro effetto sull'ambiente e sulla salute umana, come specificato dai principi DfE. Trasformare i principi dal concetto alla realtà richiede una valutazione approfondita delle sostanze chimiche utilizzate dal prodotto e del loro effetto sull'ambiente quando il prodotto raggiunge la fine del suo ciclo di vita. L'utilizzo dei principi DfE consente alle aziende di seguire tecnologie e pratiche che danneggiano al minimo l'ambiente. Secondo la ricerca, la produzione di PCB multistrato a base di carta ha un impatto sull’ambiente sostanzialmente molto inferiore rispetto alla produzione di PCB convenzionali. La valutazione del ciclo di vita dei PCB della carta stabilisce il fatto che il loro utilizzo porta a miglioramenti sostanziali nella riduzione o eliminazione del rilascio di sostanze chimiche tossiche che aumentano il riscaldamento globale, riducono lo strato di ozono e nuocciono alla vita in generale.

Lotta ai rifiuti elettronici

In genere, l’industria elettronica ha un grosso problema di rifiuti, spesso con riferimento ai rifiuti elettronici. Tuttavia, come suggerito da un recente studio, i circuiti stampati di carta potrebbero essere un modo per combattere la distopia dei rifiuti elettronici tossici. Il potenziale dei prodotti elettronici usa e getta che utilizzano la carta, come nei circuiti stampati su carta, dimostra che i PCB di carta monouso sono il futuro dell’industria elettronica.

Invece di realizzare PCB da una miscela dannosa per l’ambiente di resine, fibre di vetro e cavi metallici, i produttori li stanno realizzando con substrati di carta biodegradabili e inchiostro conduttivo.

Il processo di creazione dei PCB di carta è relativamente semplice. Le fasi si avvalgono della stampa su carta oleata, dell'infusione di inchiostro metallico, della serigrafia di elementi funzionali, della perforazione laser di fori e vie e dell'aggiunta di tracce conduttive. L'inchiostro metallico utilizza tipicamente un mix di formule semiconduttive e conduttive ed è in grado di formare transistor, condensatori e resistori. Tutti i componenti e i fili stampati su un PCB in carta sono flessibili quanto la scheda stessa.

Caratteristiche dei circuiti stampati in carta

All'inizio, i PCB di carta presentavano diversi problemi. Le caratteristiche della carta utilizzata per i pannelli hanno portato gli inchiostri conduttivi a penetrare nei pori del substrato, trasformandolo in segmenti. Le tecniche di produzione come la sinterizzazione hanno interferito con la stabilità del substrato.

Tuttavia, le ricerche più recenti hanno modificato adeguatamente le caratteristiche della carta per renderla adatta all’uso come substrato per PCB. I ricercatori hanno modificato le caratteristiche applicando una tecnica di deposizione fisica del vapore durante la fabbricazione, impilando strutture elettricamente conduttrici all'interno della carta senza causare danni al substrato.

Deposizione fisica del vapore

Con il PVD o deposizione fisica da vapore, i ricercatori sono stati in grado di trasformare il materiale da una fase condensata a una fase vapore e successivamente in una fase condensata a film sottile a livello atomico. Tipicamente, il processo trasforma il materiale in vapore utilizzando un plasma gassoso o un vuoto ad alta temperatura. Il processo PVD induce quindi una differenza di pressione per consentire il trasporto del vapore a bassa pressione al substrato. Infine, il vapore si condensa sul substrato per formare un rivestimento a pellicola sottile.

I ricercatori hanno utilizzato il suddetto processo PVD per coprire la superficie di un substrato di carta con un materiale conduttivo solido. Hanno utilizzato molti tipi di materiali conduttivi per costruire lo stack per i dispositivi di memoria. Sono stati in grado di rivestire il substrato con una pellicola conduttiva come l'ossido di alluminio, ottenendo dispositivi di memoria che mostravano eccellenti caratteristiche elettriche, stabilità e riproducibilità.

L'utilizzo di substrati di carta non solo aiuta i progettisti a soddisfare i principi del Design for Environment, ma offre anche un substrato con una natura altamente flessibile che si degrada minimamente.

Metallizzazione al plasma

I ricercatori stanno anche utilizzando un altro processo con risultati promettenti. Si tratta del processo di metallizzazione al plasma che consente alla carta di funzionare come un circuito stampato. Con la metallizzazione al plasma, i ricercatori hanno utilizzato teste di spruzzo al plasma per spruzzare metallo conduttivo in polvere ad alta pressione su un materiale di base già rivestito con pasta d'argento. I getti di plasma caldo fondono il metallo conduttivo per consentirgli di combinarsi con la base d'argento, formando un substrato altamente conduttivo.

Sono consentiti i primi esperimenti con la metallizzazione al plasma circuiti stampati flessibili da produrre in quantità limitate. I substrati di carta rivestiti con un metallo leggero costano meno dei substrati realizzati in poliimmide standard pur mostrando capacità di carico e resistenza eccezionali. L'utilizzo di un materiale di base flessibile consente una maggiore creatività per i designer poiché tali ricercatori stanno presentando la tecnica di metallizzazione al plasma per la produzione di gadget come poster elettronici e cartoline.

Applicazioni future

I ricercatori stanno continuando il loro lavoro sulla tecnologia PCB della carta, in particolare sul suo utilizzo per la produzione su larga scala. Le possibilità sono infinite, ad esempio tavole che puoi facilmente piegare, tagliare con le forbici o persino formare strutture tridimensionali con applicazioni militari e/o mediche.

Tutti i tipi di industrie possono trarre vantaggio da questi circuiti stampati leggeri e biodegradabili. I produttori possono facilmente realizzare dispositivi elettromeccanici di dimensioni micro, come tag RFID stampati a getto d'inchiostro, sensori stampati con inchiostri conduttivi, guide d'onda stampate integrate e altri componenti elettronici stampati o incorporati.

Conclusione

JH PCBA prevede che i PCB di carta potrebbero non essere ancora adatti per schede madri o schede grafiche di computer. Piuttosto, queste schede usa e getta saranno utili per le reti di sensori wireless e l’IoDT o l’Internet delle cose usa e getta. Attualmente, l’industria utilizza tali dispositivi per valutare la salute umana, monitorare le condizioni ambientali, monitorare le spedizioni nella logistica, monitorare i sistemi alimentari e di generi alimentari, sorveglianza in ambito militaree nei sistemi di consegna. Inoltre, poiché i PCB cartacei sono sensibili all’umidità, il che ne influenza l’uso attivo e la durata di conservazione, avranno bisogno di ulteriore cura nell’imballaggio durante la spedizione. Mentre le apparecchiature elettroniche tradizionali sono già suscettibili ai danni causati dall’acqua, ciò potrebbe creare un disastroso disastro per i PCB di carta.

• Anno stabilito
  --
• tipo di affari
  --
• Paese / regione
  --
• Industria principale
  --
• Prodotti Principali
  --
• Persona giuridica aziendale
  --
• Dipendenti totali
  --
• Valore di uscita annuale
  --
• Mercato delle esportazioni
  --
• Clienti collaborati
  --