Ca o componentă cheie a dispozitivelor electronice, îmbunătățirea performanței plăcilor de circuite imprimate joacă un rol crucial în promovarea progresului întregii industrii electronice. Odată cu dezvoltarea continuă a produselor electronice către miniaturizare, greutate redusă, performanță ridicată și fiabilitate ridicată, cerințele pentru materialele plăcilor de circuite imprimate devin din ce în ce mai stricte. Poliimida, ca material polimer organic de înaltă performanță, este din ce în ce mai utilizată în domeniul plăcilor de circuite imprimate datorită performanței sale superioare cuprinzătoare și devine treptat un material cheie pentru producția de circuite electronice în noua eră.
Caracteristicile materialelor poliimide
Poliimida este un tip de compus polimeric heterociclic aromatic cu unități de acil imină repetate, care conține un număr mare de inele aromatice și grupări de acil imină în structura sa moleculară, dotând materialului multe proprietăți unice.
Rezistență excelentă la căldură
Poliimida are o stabilitate termică extrem de ridicată, iar temperatura de tranziție sticloasă este de obicei între 250 și 350 de grade. Tg-ul unor-poliimide de înaltă performanță poate depăși chiar și 400 de grade . Aceasta înseamnă că plăcile cu circuite imprimate din poliimidă pot menține proprietăți fizice și chimice stabile în medii cu temperatură ridicată și nu sunt predispuse la deformare, degradare sau degradare a performanței, ceea ce poate satisface nevoile dispozitivelor electronice în medii de lucru cu temperatură înaltă, cum ar fi aerospațiale, periferice ale motoarelor electronice auto etc. funcționarea, iar plăcile cu circuite imprimate din poliimidă pot asigura funcționarea stabilă a circuitului și siguranța zborului.
Performanță mecanică excelentă
Materialele poliimide au rezistență și modul ridicat, cu rezistență la tracțiune în general între 100-300MPa și modul de încovoiere până la 2-5GPa. Această performanță mecanică excelentă face plăcile cu circuite imprimate din poliimidă mai puțin predispuse la crăpare, rupere și alte situații atunci când sunt supuse forțelor externe, oferind suport și protecție fiabilă componentelor electronice. În același timp, poliimida are, de asemenea, un anumit grad de flexibilitate, ceea ce conferă plăcilor cu circuite imprimate din poliimidă un avantaj unic în unele dispozitive electronice care necesită îndoire sau ondulare, cum ar fi plăcile de circuite imprimate flexibile din dispozitivele de afișare flexibile, care pot fi îndoite de mai multe ori fără a afecta performanța circuitului.
Performanță bună de izolare electrică
Poliimida are proprietăți excelente de izolare electrică, cu o rezistivitate de volum de până la 10 ^ 16-10 ^ 18 Ω· cm, o constantă dielectrică între 3-4 și o tangentă cu pierderi dielectrice scăzute. Acest lucru permite plăcilor de circuite imprimate din poliimidă să izoleze eficient diferitele potențiale din circuite, să reducă interferența semnalului și fenomenele de scurgere și să asigure funcționarea stabilă a dispozitivelor electronice și transmisia precisă a semnalului. În domeniul comunicațiilor de înaltă frecvență, cum ar fi stațiile de bază 5G, comunicațiile prin satelit și alte aplicații care necesită o calitate extrem de ridicată a transmisiei semnalului, constanta dielectrică scăzută și caracteristicile de pierdere dielectrică scăzută ale plăcilor cu circuite imprimate din poliimidă pot reduce în mod eficient pierderile și întârzierile în timpul transmisiei semnalului, îmbunătăți eficiența și calitatea comunicării.
Rezistenta la coroziune chimica
Poliimida are o toleranță bună la majoritatea solvenților organici, acizi, baze și alte substanțe chimice și poate menține performanța stabilă în medii chimice complexe. Această caracteristică face plăcile cu circuite imprimate din poliimidă adecvate pentru dispozitive electronice în medii speciale, cum ar fi sistemele de monitorizare și control în producția chimică, dispozitive electronice în medii marine etc., care pot prelungi în mod eficient durata de viață a echipamentelor și pot îmbunătăți fiabilitatea acestuia.
Procesul de fabricație a plăcii de circuit imprimat din poliimidă
Procesul de producție al plăcilor cu circuite imprimate din poliimidă este similar cu procesul tradițional de producție al plăcilor cu circuite imprimate, dar datorită naturii speciale a materialului poliimid, sunt necesare procese și echipamente speciale în unele legături cheie.
Pregătirea substratului
Pregătirea substraturilor de poliimidă utilizează de obicei metode de acoperire sau laminare. Metoda de acoperire este de a acoperi uniform o soluție de rășină poliimidă pe un suport, de a forma o peliculă de poliimidă prin uscare, întărire și alte procese și apoi de a o compoziție cu materiale conductoare, cum ar fi folie de cupru. Metoda de laminare este de a laminat filmul de poliimidă și folia de cupru împreună la temperatură ridicată și presiune ridicată pentru a forma un laminat placat cu cupru-flexibil, cu o bună rezistență de lipire. În acest proces, este necesar un control precis al parametrilor cum ar fi temperatura, presiunea și timpul pentru a asigura o legătură puternică între filmul de poliimidă și materialul conductor, asigurând în același timp că performanța materialului poliimid nu este afectată.
Linie de producție
Fabricarea circuitelor este procesul de bază al producției de plăci de circuite imprimate. Pentru plăcile cu circuite imprimate din poliimidă, tehnicile de fabricare a circuitelor utilizate în mod obișnuit includ fotolitografia și gravarea. Fotolitografia este utilizarea tehnologiei fotolitografiei pentru a transfera modele de circuite prefabricate pe un strat fotorezistent pe un substrat de poliimidă și apoi pentru a îndepărta folia de cupru nedorită prin procese precum dezvoltarea și gravarea pentru a forma modele precise de circuit. Metoda de gravare implică acoperirea directă a unui substrat de poliimidă cu o rezistență și gravarea foliei de cupru neprotejate folosind o soluție de gravare pentru a obține circuitul dorit. Odată cu îmbunătățirea continuă a cerințelor produselor electronice pentru acuratețea circuitelor plăcilor de circuite imprimate, tehnici avansate de fotolitografie, cum ar fi litografia ultravioletă extremă și litografia cu fascicul de electroni, sunt aplicate treptat în producția de plăci de circuite imprimate din poliimidă pentru a obține lățimi mai mici de linii/distanță între linii și pentru a satisface cererea de cablare cu densitate mare {{4}.
Foraj si metalizare
Găurirea găurilor pe plăcile cu circuite imprimate din poliimidă este un pas important în realizarea conexiunilor electrice între diferite straturi. Datorită durității ridicate a materialelor din poliimidă, găurirea mecanică obișnuită poate duce cu ușurință la probleme precum pereții găurilor aspre și bavurile, care afectează calitatea găurilor și efectul de metalizare ulterior. Prin urmare, tehnicile de găurire cu laser, cum ar fi laserul CO ₂, laserul ultraviolet etc. sunt adesea folosite pentru a obține o prelucrare de găurire de înaltă-precizie și-calitate înaltă, potrivite în special pentru prelucrarea deschiderilor mici (cum ar fi 0,1 mm sau mai puțin). După ce găurirea este finalizată, peretele găurii trebuie să fie metalizat pentru a-i oferi o conductivitate bună. Metodele de metalizare utilizate în mod obișnuit includ placarea chimică cu cupru și galvanizarea cuprului, care depun un strat uniform de cupru metalic pe suprafața peretelui găurii pentru a realiza conexiuni electrice fiabile între diferite straturi de circuite.
tratarea suprafeței
Pentru a îmbunătăți lipirea, rezistența la coroziune și performanța electrică a plăcilor cu circuite imprimate din poliimidă, este necesar un tratament de suprafață. Procesele obișnuite de tratare a suprafeței includ nivelarea cu aer cald, placarea cu aur cu nichel chimic, peliculă de protecție organică pentru lipire etc. Nivelarea cu aer cald este procesul de scufundare a unei plăci de circuit imprimat în lipire topită și apoi de utilizare a aerului fierbinte pentru a elimina excesul de lipit, formând un strat de lipit uniform pe suprafața plăcii de circuit imprimat și îmbunătățind capacitatea de lipire a acesteia. Placarea cu aur cu nichel chimic este procesul de depunere mai întâi a unui strat de nichel pe suprafața unei plăci de circuit imprimat, urmat de un alt strat de placare cu aur. Stratul de nichel poate preveni difuzia cuprului, în timp ce stratul de aur are o bună conductivitate și lipire și poate îmbunătăți, de asemenea, rezistența la coroziune și rezistența la oxidare a plăcii de circuit imprimat. Folia de protecție organică pentru lipire este un strat de folie organică de protecție acoperită pe suprafața plăcii de circuit imprimat, care poate proteja cuprul de pe suprafața plăcii de circuit imprimat de oxidare pentru o anumită perioadă de timp și poate îmbunătăți lipirea acestuia. Diferite procese de tratare a suprafețelor sunt potrivite pentru diferite scenarii de aplicare și trebuie selectate în funcție de nevoile specifice.
Avantajele de performanță ale plăcii de circuit imprimat din poliimidă
Ușoare și miniaturizare
Materialele poliimide au o densitate scăzută și o bună flexibilitate și procesabilitate, ceea ce poate realiza ușurarea și miniaturizarea plăcilor de circuite imprimate. În unele dispozitive electronice cu cerințe extrem de stricte pentru greutate și volum, cum ar fi produsele electronice portabile, echipamentele aerospațiale etc., aplicarea plăcii de circuit imprimat din poliimidă poate reduce în mod eficient greutatea și volumul echipamentului, îmbunătăți portabilitatea și utilizarea spațiului echipamentului. De exemplu, la smartphone-uri, utilizarea poliimidă FPC poate realiza o conexiune flexibilă a circuitelor interne, poate reduce spațiul de cablare și oferă posibilitatea unui design cu aspect mai subțire și mai ușor al telefonului.
fiabilitate ridicată
Placa de circuit imprimat din poliimidă, cu rezistența sa excelentă la căldură, proprietățile mecanice și performanța de izolație electrică, poate menține performanța stabilă în diferite medii complexe și are o fiabilitate ridicată. Fie în medii dure, cum ar fi temperatură ridicată, umiditate ridicată, interferențe electromagnetice puternice sau sub solicitări mecanice frecvente, cum ar fi vibrații și impact, plăcile cu circuite imprimate din poliimidă pot asigura funcționarea normală a dispozitivelor electronice și pot reduce probabilitatea defecțiunii. Acest lucru a condus la aplicarea pe scară largă a plăcilor cu circuite imprimate din poliimidă în domenii medicale și în alte domenii care necesită o fiabilitate extrem de ridicată a echipamentelor. În domeniul sănătății, dispozitivele electronice trebuie să funcționeze în mod fiabil în diferite medii extreme, iar plăcile cu circuite imprimate din poliimidă pot îndeplini această cerință strictă pentru a asigura executarea fără probleme a sarcinilor.
Adaptați-vă la transmisia semnalului de-frecvență înaltă și{1}}înaltă
Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiilor, cum ar fi comunicația 5G și transmisia de date de mare-viteză, cerințele pentru performanța de transmisie a semnalului de înaltă-frecvență și-viteză mare a plăcilor de circuite imprimate devin din ce în ce mai ridicate. Caracteristicile constantei dielectrice scăzute și pierderea dielectrică scăzută ale materialelor poliimide oferă plăcilor de circuite imprimate poliimidă avantaje semnificative în transmisia semnalului de-frecvență și viteză înaltă-. Poate reduce eficient pierderile și întârzierile în timpul transmisiei semnalului, poate minimiza distorsiunea și diafonia semnalului și poate asigura integritatea și acuratețea semnalului. În scenariile de aplicații de-frecvență înaltă și-de mare viteză, cum ar fi modulele RF pentru stațiile de bază 5G și plăcile de bază pentru servere de-viteză mare, placa de circuit imprimat din poliimidă a devenit unul dintre materialele preferate, oferind un suport puternic pentru obținerea unei-transmisii de date stabile și de mare viteză.