Som en nyckelkomponent i elektroniska enheter spelar förbättringen av kretskortsprestanda en avgörande roll för att främja utvecklingen av hela den elektroniska industrin. Med den kontinuerliga utvecklingen av elektroniska produkter mot miniatyrisering, lättvikt, hög prestanda och hög tillförlitlighet, blir kraven på kretskortsmaterial allt strängare. Polyimid, som ett högpresterande organiskt polymermaterial, används alltmer inom kretskortsområdet på grund av dess överlägsna omfattande prestanda, och blir gradvis ett nyckelmaterial för produktion av elektroniska kretsar i den nya eran.
Egenskaper för polyimidmaterial
Polyimid är en typ av aromatisk heterocyklisk polymerförening med upprepade acyliminenheter, som innehåller ett stort antal aromatiska ringar och acylimingrupper i sin molekylstruktur, vilket ger materialet många unika egenskaper.
Utmärkt värmebeständighet
Polyimid har extremt hög termisk stabilitet, och dess glastemperatur är vanligtvis mellan 250 grader och 350 grader. Tg för vissa högpresterande polyimider kan till och med överstiga 400 grader. Detta betyder att kretskort av polyimid kan bibehålla stabila fysikaliska och kemiska egenskaper i miljöer med hög-temperatur och inte är benägna att deformeras, försämras eller prestandaförsämringar, vilket kan tillgodose behoven hos elektroniska enheter i arbetsmiljöer med hög-temperatur, såsom flyg, rymd, elektroniska motortillbehör etc. Till exempel, i flygplansmotorer som behöver högtemperaturstyrning och motorstyrning med hög temperatur för att styra flygplansmotorer och motorer. kretskort av polyimid kan säkerställa stabil kretsdrift och säkerställa flygsäkerhet.
Utmärkt mekanisk prestanda
Polyimidmaterial har hög hållfasthet och modul, med draghållfasthet i allmänhet mellan 100-300 MPa och böjningsmodul upp till 2-5GPa. Denna utmärkta mekaniska prestanda gör kretskort av polyimid mindre benägna att spricka, gå sönder och andra situationer när de utsätts för yttre krafter, vilket ger tillförlitligt stöd och skydd för elektroniska komponenter. Samtidigt har polyimid också en viss grad av flexibilitet, vilket ger polyimidtryckta kretskort en unik fördel i vissa elektroniska enheter som kräver böjbarhet eller krullning, såsom flexibla kretskort i flexibla displayenheter, som kan böjas flera gånger utan att påverka kretsens prestanda.
Bra elektrisk isoleringsförmåga
Polyimid har utmärkta elektriska isoleringsegenskaper, med en volymresistivitet på upp till 10 ^ 16 -10 ^ 18 Ω· cm, en dielektricitetskonstant mellan 3-4 och en tangent med låg dielektrisk förlust. Detta gör det möjligt för tryckta kretskort av polyimid att effektivt isolera olika potentialer i kretsar, minska signalstörningar och läckagefenomen och säkerställa stabil drift av elektroniska enheter och korrekt signalöverföring. Inom området för högfrekvent kommunikation, såsom 5G-basstationer, satellitkommunikation och andra applikationer som kräver extremt hög signalöverföringskvalitet, kan egenskaperna med låg dielektricitetskonstant och låga dielektriska förlustegenskaper hos polyimidtryckta kretskort effektivt minska förluster och förseningar under signalöverföring, förbättra kommunikationseffektiviteten och kvaliteten.
Kemisk korrosionsbeständighet
Polyimid har god tolerans mot de flesta organiska lösningsmedel, syror, baser och andra kemiska ämnen och kan bibehålla stabil prestanda i komplexa kemiska miljöer. Denna egenskap gör kretskort av polyimid lämpliga för elektroniska enheter i speciella miljöer, såsom övervaknings- och kontrollsystem i kemisk produktion, elektroniska enheter i marina miljöer etc., vilket effektivt kan förlänga utrustningens livslängd och förbättra dess tillförlitlighet.
Tillverkningsprocessen av polyimid kretskort
Produktionsprocessen för polyimidtryckt kretskort liknar den traditionella produktionsprocessen för tryckta kretskort, men på grund av polyimidmaterialets speciella natur krävs speciella processer och utrustning i vissa nyckellänkar.
Förberedelse av underlag
Beredningen av polyimidsubstrat använder vanligtvis beläggnings- eller lamineringsmetoder. Beläggningsmetoden är att likformigt belägga en polyimidhartslösning på en bärare, bilda en polyimidfilm genom torkning, härdning och andra processer och sedan sammansätta den med ledande material såsom kopparfolie. Lamineringsmetoden är att laminera polyimidfilm och kopparfolie tillsammans vid hög temperatur och högt tryck för att bilda ett flexibelt koppar-laminat med god bindningsstyrka. I denna process krävs exakt kontroll av parametrar som temperatur, tryck och tid för att säkerställa en stark bindning mellan polyimidfilmen och det ledande materialet, samtidigt som man säkerställer att polyimidmaterialets prestanda inte påverkas.
Linjeproduktion
Kretstillverkning är kärnprocessen för produktion av tryckta kretskort. För tryckta kretskort av polyimid inkluderar vanligen använda tekniker för kretsframställning fotolitografi och etsning. Fotolitografi är användningen av fotolitografiteknik för att överföra förtillverkade kretsmönster till ett fotoresistskikt på ett polyimidsubstrat, och sedan avlägsna oönskad kopparfolie genom processer som framkallning och etsning för att bilda exakta kretsmönster. Etsningsmetoden involverar direkt beläggning av ett polyimidsubstrat med en resist och etsning av den oskyddade kopparfolien med användning av en etslösning för att erhålla den önskade kretsen. Med den kontinuerliga förbättringen av elektroniska produkters krav på kretskorts noggrannhet, tillämpas avancerade fotolitografitekniker som extrem ultraviolett litografi och elektronstrålelitografi gradvis vid produktionen av polyimidtryckta kretskort för att uppnå mindre linjebredder/linjeavstånd och möta efterfrågan på kabeldragning med hög-densitet.
Borrning och metallisering
Att borra hål på kretskort av polyimid är ett viktigt steg för att uppnå elektriska kopplingar mellan olika lager. På grund av polyimidmaterialens höga hårdhet kan vanlig mekanisk borrning lätt leda till problem som grova hålväggar och grader, vilket påverkar hålens kvalitet och den efterföljande metalliseringseffekten. Därför används ofta laserborrningstekniker som CO ₂-laser, ultraviolett laser etc. för att uppnå hög-precision och hög-kvalitetsborrning, speciellt lämplig för bearbetning av små öppningar (som 0,1 mm eller mindre). Efter att borrningen är klar måste hålväggen metalliseras för att ge den god ledningsförmåga. De vanligen använda metalliseringsmetoderna inkluderar kemisk kopparplätering och galvanisering av koppar, som avsätter ett enhetligt lager av metallisk koppar på ytan av hålväggen för att uppnå tillförlitliga elektriska anslutningar mellan olika lager av kretsar.
ytbehandling
För att förbättra lödbarheten, korrosionsbeständigheten och elektriska prestanda hos polyimidtryckta kretskort krävs ytbehandling. Vanliga ytbehandlingsprocesser inkluderar varmluftsutjämning, kemisk nickelguldplätering, organisk lödbarhetsskyddande film etc. Varmluftsutjämning är processen att sänka ned ett tryckt kretskort i smält lod och sedan använda varm luft för att blåsa bort överflödigt lödmetall, vilket bildar en enhetlig lödbeläggning på kretskortets yta och förbättrar dess lödbarhet. Kemisk nickelguldplätering är processen att först avsätta ett lager av nickel på ytan av ett tryckt kretskort, följt av ytterligare ett lager av guldplätering. Nickelskiktet kan förhindra diffusion av koppar, medan guldskiktet har god ledningsförmåga och lödbarhet, och kan också förbättra korrosionsbeständigheten och oxidationsbeständigheten hos det tryckta kretskortet. Organisk skyddsfilm för lödbarhet är ett lager av organisk skyddsfilm belagd på ytan av kretskortet, vilket kan skydda kopparn på kretskortets yta från oxidation under en viss tid och förbättra dess lödbarhet. Olika ytbehandlingsprocesser är lämpliga för olika applikationsscenarier och måste väljas efter specifika behov.
Prestandafördelar med polyimid kretskort
Lättvikt och miniatyrisering
Polyimidmaterial har låg densitet och god flexibilitet och bearbetbarhet, vilket kan uppnå lättvikt och miniatyrisering av kretskort. I vissa elektroniska enheter med extremt stränga krav på vikt och volym, såsom bärbara elektroniska produkter, flygutrustning, etc., kan tillämpningen av polyimidtryckt kretskort effektivt minska utrustningens vikt och volym, förbättra bärbarheten och utrymmesutnyttjandet av utrustningen. Till exempel, i smartphones, kan användningen av polyimid FPC uppnå flexibel anslutning av interna kretsar, minska ledningsutrymmet och ge möjligheten till en tunnare och lättare utseende av telefonen.
hög tillförlitlighet
Tryckt kretskort av polyimid, med sin utmärkta värmebeständighet, mekaniska egenskaper och elektriska isoleringsprestanda, kan bibehålla stabil prestanda i olika komplexa miljöer och har hög tillförlitlighet. Oavsett om det är i tuffa miljöer som hög temperatur, hög luftfuktighet, starka elektromagnetiska störningar eller under frekventa mekaniska påfrestningar som vibrationer och stötar, kan polyimidkretskort säkerställa normal drift av elektroniska enheter och minska sannolikheten för fel. Detta har lett till den utbredda tillämpningen av polyimidtryckta kretskort inom medicinska och andra områden som kräver extremt hög utrustningstillförlitlighet. Inom hälso- och sjukvården måste elektroniska enheter fungera tillförlitligt i olika extrema miljöer, och tryckta kretskort av polyimid kan uppfylla detta stränga krav för att säkerställa smidigt utförande av uppgifter.
Anpassa dig till hög-frekvens och hög-signalöverföring
Med den snabba utvecklingen av tekniker som 5G-kommunikation och hög-dataöverföring blir kraven på hög-frekvens och hög-signalöverföringsprestanda för tryckta kretskort allt högre. Den låga dielektriska konstanten och låga dielektriska förlustegenskaper hos polyimidmaterial ger polyimidtryckta kretskort betydande fördelar i hög-frekvent och hög-signalöverföring. Det kan effektivt minska förluster och fördröjningar under signalöverföring, minimera signalförvrängning och överhörning och säkerställa signalintegritet och noggrannhet. I hög-och höghastighetsapplikationsscenarier som RF-moduler för 5G-basstationer och moderkort för-höghastighetsservrar har polyimidkretskort blivit ett av de föredragna materialen, vilket ger starkt stöd för att uppnå hög-hastighet och stabil dataöverföring.