종이 회로 기판에 관한 모든 것 | JH PCBA

종이 PCB에 대한 고급 연구

연구원들은 지난 몇 년 동안 종이 PCB에 대한 고급 연구를 수행해 왔습니다. 이들의 노력은 유연한 PCB 기판으로 적합하게 기능할 수 있는 투명한 셀룰로오스 나노 종이를 생산하는 데까지 이르렀습니다. 플라즈마 금속화 공정을 통해 종이를 납땜 가능한 보드로 변환할 수 있었습니다. 연구자들은 포장지 기판에 메모리 장치를 인쇄하기 위해 종이 기반 기술을 적절하게 사용하여 셀룰로오스로 만든 복합재에 전자 부품을 인쇄할 수 있습니다.

환경 친화적인 PCB

위의 모든 내용은 전자 장비용 인쇄 회로 기판의 미래 설계를 간략하게 보여줍니다. 유연하고 가벼운 종이 회로 기판은 인쇄 지능이 가능합니다. 또한 종이 PCB를 사용하면 이제 설계 팀은 일회용 전자 장비에 대해 DfE 또는 환경을 위한 설계 원칙을 사용할 수 있습니다.

일회용 전자 장비를 설계할 때 설계자는 DfE 원칙에 명시된 대로 환경과 인간 건강에 미치는 영향을 고려해야 합니다. 원칙을 개념에서 현실로 전환하려면 제품이 사용하는 화학 물질과 제품 수명이 다 되었을 때 환경에 미치는 영향을 철저히 평가해야 합니다. DfE 원칙을 사용하면 기업은 환경에 최소한으로 해를 끼치는 기술과 관행을 따를 수 있습니다. 연구에 따르면 종이 기반 다층 PCB를 제조하는 것은 기존 PCB를 제조할 때보다 환경에 훨씬 적은 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 종이 PCB의 수명주기를 평가하면 이를 사용하면 지구 온난화를 증가시키고 오존층을 고갈시키며 전반적인 생명에 해를 끼치는 독성 화학 물질의 방출을 줄이거나 제거하는 데 상당한 개선이 가능하다는 사실이 확립됩니다.

전자 폐기물 퇴치

일반적으로 전자 산업은 전자 폐기물과 관련하여 큰 폐기물 문제를 안고 있습니다. 그러나 최근 연구에서 제시된 것처럼 종이로 만든 인쇄 회로 기판은 독성 전자 폐기물 디스토피아에 맞서는 방법이 될 수 있습니다. 종이 인쇄 회로 기판과 같이 종이를 사용하는 일회용 전자 제품의 잠재력은 일회용 종이 PCB가 전자 산업의 미래임을 보여줍니다.

제조업체에서는 환경 친화적이지 않은 수지, 유리 섬유 및 금속 배선을 혼합하여 PCB를 만드는 대신 생분해성 종이 기판과 전도성 잉크를 사용하여 PCB를 만들고 있습니다.

종이 PCB의 생성 과정은 비교적 간단합니다. 이 단계에서는 왁스 종이 인쇄, 금속 잉크 주입, 기능 요소의 스크린 인쇄, 구멍 및 비아의 레이저 드릴링, 전도성 트레이스 추가 등을 활용합니다. 금속 잉크는 일반적으로 반도체와 전도성 공식을 혼합하여 사용하며 트랜지스터, 축전기 및 저항기를 형성할 수 있습니다. 종이 PCB의 모든 구성 요소와 인쇄된 와이어는 보드 자체와 마찬가지로 유연합니다.

종이회로기판의 특성

초기에 종이 PCB에는 몇 가지 문제가 있었습니다. 보드에 사용되는 종이의 특성상 전도성 잉크가 기판의 기공을 관통하여 세그먼트로 변하게 됩니다. 소결과 같은 제조 기술은 기판의 안정성을 방해했습니다.

그러나 최근 연구에서는 종이의 특성을 PCB 기판으로 사용하기에 적합하도록 적절하게 변경했습니다. 연구진은 기판에 손상을 주지 않고 종이 안에 전기 전도성 구조물을 적층하면서 제작 과정에서 물리기상증착 기술을 적용해 특성을 바꿨다.

물리적 기상 증착

PVD 또는 물리적 기상 증착을 통해 연구자들은 응축된 상태의 물질을 증기 상태로 변환한 후 원자 수준에서 박막 응축 상태로 변환할 수 있었습니다. 일반적으로 이 공정에서는 기체 플라즈마나 고온 진공을 사용하여 재료를 증기로 변경합니다. 그런 다음 PVD 공정에서는 저압 증기가 기판으로 이동할 수 있도록 압력 차이를 유도합니다. 마지막으로 증기는 기판에 응축되어 얇은 필름 코팅을 형성합니다.

연구원들은 위의 PVD 공정을 사용하여 종이 기판의 표면을 고체 전도성 물질로 덮었습니다. 그들은 메모리 장치용 스택을 구축하기 위해 다양한 유형의 전도성 재료를 사용했습니다. 그들은 산화알루미늄과 같은 전도성 필름으로 기판을 코팅하여 우수한 전기적 특성, 안정성 및 재현성을 나타내는 메모리 장치를 만들 수 있었습니다.

종이 기판을 사용하면 설계자가 환경을 위한 디자인 원칙을 충족하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 품질 저하가 최소화되는 매우 유연한 특성을 지닌 기판을 제공할 수도 있습니다.

플라즈마 금속화

연구자들은 또한 유망한 결과를 내는 또 다른 프로세스를 사용하고 있습니다. 이는 종이가 인쇄회로기판으로 기능할 수 있도록 하는 플라즈마 금속화 공정입니다. 플라즈마 금속화를 통해 연구원들은 플라즈마 스프레이 헤드를 사용하여 이미 은 페이스트로 코팅된 기본 재료에 분말형 전도성 금속을 고압으로 분사했습니다. 뜨거운 플라즈마 제트는 전도성 금속을 녹여 은 베이스와 결합하여 전도성이 높은 기판을 형성합니다.

플라즈마 금속화에 대한 초기 실험 허용 유연한 인쇄 회로 한정수량으로 생산됩니다. 경량 금속으로 코팅된 종이 기판은 표준 폴리이미드로 만든 기판보다 비용이 저렴하면서도 뛰어난 내하력과 강도를 나타냅니다. 유연한 기본 재료를 사용하면 디자이너가 전자 포스터 및 엽서와 같은 장치 생산을 위한 플라즈마 금속화 기술을 선보이기 때문에 디자이너의 창의성이 향상됩니다.

미래의 응용

연구자들은 종이 PCB 기술, 특히 이를 대규모 생산에 사용하는 연구를 계속하고 있습니다. 예를 들어 쉽게 접을 수 있고, 가위로 다듬을 수 있으며, 심지어 군사 및/또는 의료 응용 분야에서 3차원 구조를 형성할 수도 있는 보드 등 가능성은 무궁무진합니다.

모든 유형의 산업에서 이러한 경량의 생분해성 인쇄 회로 기판의 이점을 누릴 수 있습니다. 제조업체는 잉크젯 인쇄 RFID 태그, 전도성 잉크로 인쇄된 센서, 통합 인쇄 도파관 및 기타 인쇄 또는 내장 전자 부품과 같은 초소형 전자 기계 장치를 쉽게 만들 수 있습니다.

결론

JH PCBA는 종이 PCB가 아직 컴퓨터 마더보드나 그래픽 카드에 적합하지 않을 수 있다고 예상합니다. 오히려 이러한 일회용 보드는 무선 센서 네트워크와 IoDT 또는 일회용 사물 인터넷에 유용할 것입니다. 현재 업계에서는 인간 건강 평가, 환경 조건 모니터링, 물류 배송 추적, 식품 및 식료품 시스템 모니터링, 군대에서의 감시, 그리고 전달 시스템에서. 더욱이, 종이 PCB는 습기에 취약하여 활성 사용 및 유효 기간에 영향을 미치므로 배송 중에 추가적인 포장 관리가 필요합니다. 전통적인 전자 장비는 이미 물에 의한 손상에 취약하지만 종이 PCB의 경우 매우 지저분할 수 있습니다.

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