Vaihtoehdot joustavien piirilevyjen johtaville kerroksille

Tässä blogissa tutkimme erilaisia ​​vaihtoehtoja joustavien piirilevyjen johtaville kerroksille.

Joustavat piirilevyt, jotka tunnetaan myös nimellä joustavat painetut piirilevyt (PCB) tai joustava elektroniikka, ovat saavuttaneet valtavan suosion viime vuosina niiden ainutlaatuisten ominaisuuksien ja etujen vuoksi perinteisiin jäykiin piirilevyihin verrattuna. Niiden kyky taivuttaa, kiertää ja taivuttaa tekee niistä ihanteellisia monenlaisiin sovelluksiin sellaisilla aloilla kuin autoteollisuus, ilmailu, terveydenhuolto ja puettava tekniikka.

Yksi joustavan piirilevyn avainkomponenteista on sen johtava kerros. Nämä kerrokset ovat vastuussa sähköisten signaalien lähettämisestä ja sähkön virtauksen helpottamisesta koko piirissä. Johtavien materiaalien valinnalla näitä kerroksia varten on kriittinen rooli joustavan piirilevyn yleisessä suorituskyvyssä ja luotettavuudessa.

1. Kuparifolio:

Kuparifolio on yleisimmin käytetty johtava kerrosmateriaali taipuisissa piirilevyissä. Sillä on erinomainen johtavuus, joustavuus ja kestävyys. Kuparifoliota on saatavana eri paksuuksina, tyypillisesti 12-70 mikronia, joten suunnittelijat voivat valita sopivan paksuuden sovelluksensa erityisvaatimusten perusteella. Joustavissa piirilevyissä käytetty kuparifolio käsitellään yleensä liimalla tai sideaineella, jotta varmistetaan vahva tarttuvuus joustavaan alustaan.

2. Johtava muste:

Johtava muste on toinen vaihtoehto johtavien kerrosten luomiseen joustaviin piirilevyihin. Tämä muste koostuu johtavista hiukkasista, jotka on suspendoitu nestemäiseen väliaineeseen, kuten veteen tai orgaaniseen liuottimeen. Sitä voidaan levittää joustaville alustoille käyttämällä erilaisia ​​tekniikoita, kuten silkkipainatusta, mustesuihkutulostusta tai ruiskupinnoitusta. Johtavilla musteilla on myös lisäetuna monimutkaisten piirikuvioiden luominen, jotka voidaan räätälöidä vastaamaan tiettyjä suunnitteluvaatimuksia. Ne eivät kuitenkaan välttämättä ole yhtä johtavia kuin kuparifolio ja saattavat vaatia lisäsuojapinnoitteita niiden kestävyyden parantamiseksi.

3. Johtava liima:

Johtavat liimat ovat vaihtoehto perinteisille juotosmenetelmille johtavien kerrosten luomiseksi taipuisiin piirilevyihin. Nämä liimat sisältävät johtavia hiukkasia, kuten hopeaa tai hiiltä, ​​dispergoituneena polymeerihartsiin. Niitä voidaan käyttää komponenttien liittämiseen suoraan joustaviin alustoihin, mikä eliminoi juottamisen tarpeen. Johtavat liimat johtavat sähköä hyvin ja kestävät taipumista ja taipumista vaikuttamatta piirin suorituskykyyn. Niiden vastus voi kuitenkin olla korkeampi kuin kuparikalvolla, mikä voi vaikuttaa piirin yleiseen tehokkuuteen.

4. Metalloitu kalvo:

Metalloituja kalvoja, kuten alumiini- tai hopeakalvoja, voidaan käyttää myös johtavina kerroksina taipuisissa piirilevyissä. Nämä kalvot tyypillisesti alipainekerrostetaan joustaville substraateille yhtenäisen ja jatkuvan johdinkerroksen muodostamiseksi. Metalloiduilla kalvoilla on erinomainen sähkönjohtavuus, ja ne voidaan kuvioida etsaus- tai laserablaatiotekniikoilla. Niillä voi kuitenkin olla rajoituksia joustavuudessa, koska kerrostuneet metallikerrokset voivat halkeilla tai delaminoitua toistuvasti taivutettaessa tai vääntyessään.

5. Grafeeni:

Grafeenia, yksikerroksista hiiliatomeja, jotka on järjestetty kuusikulmaiseen hilaan, pidetään lupaavana materiaalina joustavien piirilevyjen johtaviin kerroksiin. Sillä on erinomainen sähkön- ja lämmönjohtavuus sekä erinomainen mekaaninen lujuus ja joustavuus. Grafeenia voidaan levittää joustaville alustoille erilaisilla menetelmillä, kuten kemiallisella höyrypinnoituksella tai mustesuihkutulostuksella. Grafeenin tuotannon ja käsittelyn korkeat kustannukset ja monimutkaisuus rajoittavat kuitenkin tällä hetkellä sen laajaa käyttöä kaupallisissa sovelluksissa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että joustavissa piirilevyissä on monia vaihtoehtoja johtaville kerroksille, joista jokaisella on omat etunsa ja rajoituksensa. Kuparifoliolla, johtavilla musteilla, johtavilla liimoilla, metalloiduilla kalvoilla ja grafeenilla on kaikilla ainutlaatuisia ominaisuuksia, ja ne voidaan räätälöidä eri sovellusten erityisvaatimuksiin.Suunnittelijoiden ja valmistajien on arvioitava huolellisesti nämä vaihtoehdot ja valittava sopivin johtava materiaali perustuen tekijöihin, kuten sähköinen suorituskyky, kestävyys, joustavuus ja hinta.