Введение
В динамичном мире производства электроники поиск методов, которые бы сочетали стоимость, эффективность и первоклассную производительность, неустанен. На этом фоне, наполненном инновациями, технология струйной печати для создания подложек печатных плат (PCB) зарекомендовала себя как грозный конкурент, пошатнув давнее превосходство традиционных полуаддитивных и субтрактивных подходов.
Традиционные методы: полуаддитивные и субтрактивные процессы
Традиционное производство печатных плат использует в основном два метода: полуаддитивные и субтрактивные процессы.
Полуаддитивные процессы (SAP)
Полуаддитивный процесс — это метод, при котором рисунок схемы добавляется к непроводящей подложке, а не удаляется из проводящего слоя. Ключевые шаги:
- Очистка и подготовка основания.
- Нанесение тонкого слоя меди по всей подложке.
- Нанесение слоя фоторезиста.
- Воздействие света через узорную маску.
- Разработка слоя фоторезиста для удаления неэкспонированных участков.
- Гальваника для увеличения толщины меди только в нужных местах.
- Удаление оставшегося фоторезиста и травление для удаления нежелательной меди.
Субтрактивные процессы
Процесс субтрактации начинается с предварительного нанесения проводящего медного слоя на всю поверхность подложки. Желаемый рисунок схемы переносится на этот медный слой с помощью резистивной маски, после чего обнаженная медь химически вытравливается, оставляя после себя рисунок схемы. Ключевые шаги:
- Нанесение медного слоя на подложку.
- Нанесение слоя фоторезиста поверх меди.
- Воздействие света через маску рисунка, упрочняющее резист там, где должна оставаться медь.
- Химическое травление для удаления незащищенной меди.
- Снимаем затвердевший резист, чтобы обнажить окончательную медную цепь.
Оба процесса имеют свои уникальные преимущества и проблемы. Полуаддитивный процесс все чаще используется при производстве современных печатных плат высокой плотности, где точность и миниатюризация имеют первостепенное значение. И наоборот, субтрактивный метод остается популярным для широкого круга приложений, его популярность обусловлена простым и эффективным способом производства стандартных печатных плат. Выбор между полуаддитивными процессами (SAP) и субтрактивными методами определяется различиями.
Изготовление печатных плат для струйной печати
По своей сути при изготовлении печатных плат для струйной печати используется процесс цифровой печати, аналогичный процессу стандартных струйных принтеров, используемых для бумаги. Однако вместо чернил здесь используются проводящие чернила или пасты специального состава. При струйной печати материал наносится только там, где это необходимо, сводя к минимуму отходы. Ключевые шаги:
Проектирование и компоновка. Как и при традиционном производстве печатных плат, процесс начинается с создания схемотехнического проекта с использованием программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР). Этот цифровой дизайн определяет нанесение проводящих чернил.
- Подготовка подложки: материал подложки, который может варьироваться от традиционных жестких материалов до гибких пластиков, подготавливается и помещается в струйный принтер.
- Струйная печать: принтер затем точно наносит проводящие чернила на подложку, следуя чертежу САПР. В зависимости от сложности схемы и конкретных потребностей этот этап может потребовать одной или нескольких итераций.
- Отверждение/сушка: после печати носитель подвергается процессу отверждения или сушки. Специфика этого этапа зависит от типа используемых чернил: некоторым чернилам требуется нагревание или ультрафиолетовый свет для затвердевания и правильного прилипания к основе.
- Проверка и тестирование. Последний этап включает проверку печатной платы на наличие дефектов и проведение электрических испытаний для обеспечения функциональности.
Производство печатных плат для струйной печати воплощает в себе сдвиг парадигмы в производстве печатных плат, предлагая сочетание эффективности, гибкости и инноваций. По мере того, как технология развивается и преодолевает свои текущие ограничения, она обещает существенно повлиять на ситуацию в производстве электроники, особенно в областях, требующих быстрого выполнения работ и гибкости в дизайне и материалах.
Какая из них лучше?
Выбор «лучшего» метода изготовления между струйным и традиционным методом зависит от конкретных критериев, наиболее важных для текущего проекта — будь то стоимость, гибкость, воздействие на окружающую среду или производительность. Хотя традиционные методы в настоящее время имеют преимущество с точки зрения производительности и надежности, особенно для радиочастотных приложений, производство струйной печати дает заметные преимущества в снижении затрат, универсальности и экологической устойчивости. Что касается новых технологий, то, несмотря на то, что они находятся на экспериментальной стадии, у них есть потенциал превзойти как струйные, так и традиционные методы с точки зрения эффективности радиочастотного излучения и производительности производства.
Заключение
Появление печатных плат для струйной печати открывает заманчивый взгляд на будущее производства электроники, обещая снижение затрат и потенциально революционизируя производство радиочастотных компонентов. Однако переход от традиционных полуаддитивных и субтрактивных методов не лишен проблем. Если продолжить изучение сравнительных характеристик радиочастот, то выбор между внедрением инноваций или соблюдением традиций включает в себя взвешивание таких факторов, как стоимость, эффективность, экологические соображения и технологические возможности.
