Alles over papieren printplaten | JH PCBA

Geavanceerd onderzoek naar papieren PCB's

Onderzoekers hebben de afgelopen jaren geavanceerd onderzoek gedaan naar papieren PCB's. Hun inspanningen hebben geresulteerd in de productie van transparant cellulose-nanopapier dat op geschikte wijze kan functioneren als flexibel PCB-substraat. Met een plasma-metallisatieproces konden ze papier omzetten in soldeerbare platen. Onderzoekers hebben op geschikte wijze op papier gebaseerde technologieën gebruikt voor het printen van geheugenapparaten op een substraat van wikkelpapier, waardoor het printen van elektronische componenten op composieten gemaakt van cellulose mogelijk wordt.

Milieuvriendelijke PCB's

Al het bovenstaande geeft een glimp van het toekomstige ontwerp van printplaten voor elektronische apparatuur. Omdat ze flexibel en licht van gewicht zijn, zijn papieren printplaten in staat tot gedrukte intelligentie. Bovendien kunnen ontwerpteams nu met papieren PCB's het gebruik van DfE- of Design for Environment-principes voor elektronische apparatuur voor eenmalig gebruik garanderen.

Bij het ontwerpen van elektronische apparatuur voor eenmalig gebruik moeten ontwerpers rekening houden met het effect ervan op het milieu en op de menselijke gezondheid, zoals gespecificeerd door de DfE-principes. Het omzetten van de principes van concept naar realiteit vereist een grondige beoordeling van de chemicaliën die het product gebruikt en hun effect op het milieu wanneer het product het einde van zijn levensduur bereikt. Door de DfE-principes te gebruiken, kunnen bedrijven technologieën en praktijken volgen die het milieu tot een minimum beperken. Uit onderzoek blijkt dat de productie van op papier gebaseerde meerlaagse PCB's aanzienlijk minder impact heeft op het milieu dan de productie van conventionele PCB's. Door de levenscyclus van papieren PCB's te beoordelen, wordt vastgesteld dat het gebruik ervan leidt tot substantiële verbeteringen in de vermindering of eliminatie van de uitstoot van giftige chemicaliën die de opwarming van de aarde vergroten, de ozonlaag aantasten en het leven in het algemeen schaden.

Bestrijding van e-waste

Typisch heeft de elektronica-industrie een groot afvalprobleem, vaak met een verwijzing naar e-waste. Zoals een recent onderzoek suggereert, kunnen printplaten van papier echter een manier zijn om de giftige dystopie van e-waste te bestrijden. Het potentieel van elektronische wegwerpproducten die gebruik maken van papier, zoals in papieren printplaten, laat zien dat papieren printplaten voor eenmalig gebruik de toekomst van de elektronische industrie zijn.

In plaats van PCB's te maken van een milieuonvriendelijke mix van harsen, glasvezels en metalen bedrading, maken fabrikanten ze van biologisch afbreekbare papieren substraten en geleidende inkt.

Het creatieproces van papieren PCB's is relatief eenvoudig. De stappen maken gebruik van waspapierprinten, infusie van metaalinkt, zeefdruk van functionele elementen, laserboren van gaten en via's en het toevoegen van geleidende sporen. De metaalinkt maakt doorgaans gebruik van een mix van halfgeleidende en geleidende formules en kan transistors, condensatoren en weerstanden vormen. Alle componenten en gedrukte draden op een papieren printplaat zijn even flexibel als het bord zelf.

Kenmerken van papieren printplaten

In het begin hadden papieren PCB's verschillende problemen. Kenmerken van het papier dat voor de platen werd gebruikt, leidden ertoe dat geleidende inkten de poriën van het substraat binnendrongen en het in segmenten veranderden. Productietechnieken zoals sinteren verstoorden de stabiliteit van het substraat.

Door het laatste onderzoek zijn de eigenschappen van papier echter voldoende veranderd, zodat het geschikt is geworden voor gebruik als PCB-substraat. Onderzoekers veranderden de kenmerken door tijdens de fabricage een fysieke opdamptechniek toe te passen, terwijl elektrisch geleidende structuren in het papier werden gestapeld zonder schade aan het substraat te veroorzaken.

Fysieke damp depositie

Met PVD of fysieke dampdepositie konden onderzoekers materiaal in een gecondenseerde fase transformeren naar een dampfase en vervolgens op atomair niveau naar een dunne film gecondenseerde fase. Meestal verandert het proces het materiaal in damp met behulp van een gasvormig plasma of vacuüm op hoge temperatuur. Het PVD-proces induceert vervolgens een drukverschil om het transport van de lagedrukdamp naar het substraat mogelijk te maken. Tenslotte condenseert de damp op het substraat en vormt een dunne filmcoating.

Onderzoekers gebruikten het bovengenoemde PVD-proces om het oppervlak van een papieren substraat te bedekken met een vast geleidend materiaal. Ze gebruikten vele soorten geleidende materialen om de stapel voor geheugenapparaten op te bouwen. Ze waren in staat het substraat te bedekken met een geleidende film zoals aluminiumoxide, wat geheugenapparaten opleverde die uitstekende elektrische eigenschappen, stabiliteit en reproduceerbaarheid vertoonden.

Het gebruik van papieren substraten helpt ontwerpers niet alleen te voldoen aan de principes van Design for Environment, maar biedt ook een substraat met een zeer flexibel karakter dat minimaal degradeert.

Plasma-metallisatie

Onderzoekers gebruiken ook een ander proces met veelbelovende resultaten. Dit is het plasma-metallisatieproces waarmee papier als printplaat kan functioneren. Bij plasmametallisatie gebruikten onderzoekers plasmaspuitkoppen om geleidend metaal in poedervorm onder hoge druk te spuiten op een basismateriaal dat al was bedekt met zilverpasta. De hete plasmastralen smelten het geleidende metaal zodat het zich kan verbinden met de zilveren basis, waardoor een zeer geleidend substraat ontstaat.

Eerste experimenten met plasmametallisatie waren toegestaan flexibele gedrukte schakelingen in beperkte hoeveelheden te produceren. Papieren substraten gecoat met een lichtgewicht metaal kosten minder dan substraten gemaakt van standaard polyimide, terwijl ze een uitzonderlijk draagvermogen en sterkte vertonen. Het gebruik van een flexibel basismateriaal zorgt voor meer creativiteit voor ontwerpers, aangezien onderzoekers de plasma-metallisatietechniek demonstreren voor de productie van gadgets zoals elektronische posters en ansichtkaarten.

Toekomstige toepassingen

Onderzoekers zetten hun werk op het gebied van papieren PCB-technologie voort, vooral op het gebruik ervan voor grootschalige productie. De mogelijkheden zijn eindeloos, bijvoorbeeld planken die je eenvoudig kunt vouwen, bijknippen met een schaar of zelfs driedimensionale structuren kunt vormen met militaire en/of medische toepassingen.

Alle soorten industrieën kunnen profiteren van deze lichtgewicht, biologisch afbreekbare printplaten. Fabrikanten kunnen eenvoudig elektromechanische apparaten van microformaat maken, zoals met inkjet bedrukte RFID-tags, sensoren bedrukt met geleidende inkt, geïntegreerde gedrukte golfgeleiders en andere gedrukte of ingebedde elektronische componenten.

Conclusie

JH PCBA voorziet dat papieren PCB's mogelijk nog niet geschikt zijn voor computermoederborden of grafische kaarten. In plaats daarvan zullen deze wegwerpborden nuttig zijn voor draadloze sensornetwerken en IoDT of het internet der wegwerpdingen. Momenteel gebruikt de industrie dergelijke apparaten voor het evalueren van de menselijke gezondheid, het monitoren van de omgevingsomstandigheden, het volgen van zendingen in de logistiek, het monitoren van voedsel- en boodschappensystemen, toezicht in het legeren in bezorgsystemen. Omdat papieren PCB's bovendien gevoelig zijn voor vocht, wat hun actieve gebruik en houdbaarheid beïnvloedt, hebben ze tijdens verzending extra verpakkingszorg nodig. Hoewel traditionele elektronische apparatuur al gevoelig is voor waterschade, kan dit rampzalig rommelig zijn voor papieren PCB's.

• Opgericht in het jaar
  --
• Soort bedrijf
  --
• Land / regio
  --
• Hoofdindustrie
  --
• hoofd producten
  --
• Enterprise Juridische persoon
  --
• Totaal werknemers
  --
• Jaarlijkse uitvoerwaarde
  --
• Exportmarkt
  --
• Medewerkte klanten
  --