Karbonová vodivá deska plošných spojů

Co jsou desky plošných spojů s uhlíkovým inkoustem?

PCB s uhlíkovým inkoustem, také nazývané uhlíkové vodivé PCB, jsou desky plošných spojů s uhlíkovým inkoustem naneseným na měděnou podložku, které nahrazují některé z běžnějších pájecích povlaků, jako je Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG) nebo Hot Air Solder Leveling – Lead Free (HASL).

Uhlík slouží jako vodič pro spojení dvou tras na desce plošných spojů a jako odpor mezi trasami nebo trasami a součástkami. Klíčovým faktorem při výrobě PCB s uhlíkovým inkoustem je kontrola tisku, vypalování a kontrola odporu. Uhlíkový inkoust lze natisknout na flexibilní obvod, pevnou ohebnou desku a pevnou desku plošných spojů, jako jsou polyimidové, polyesterové, FR-4, FR-5 a PTFE lamináty. Uhlíkový inkoust může nabídnout rozlišení až do 100 μm šířky stopy a mezer.

Nyní požadavky trhu na náklady na výrobu desek plošných spojů opakovaně klesaly a je obecným trendem používat klíče s uhlíkovým olejem jako náhradu současných drahých zlatých klíčů. Karbonová deska je poměrně běžnou metodou povrchové úpravy pro jednoduché a dvojité PCB. Prostřednictvím řady kontrol, testů a zkoušek stárnutí a dalších technických procesů může deska plošných spojů spolehlivě fungovat po dlouhou dobu.

Běžná použití desek plošných spojů s uhlíkovým inkoustem

PCB s uhlíkovým inkoustem se široce používají pro desky plošných spojů nasazené v následujících aplikacích:

• RF stínění

• Klávesnice

• Klávesnice

• Dálkový ovladač

• Automobilová vozidla

• Řízení průmyslového motoru

• Svařovací zařízení
  

Jednou konkrétní oblastí, v níž desky s uhlíkovým inkoustem vynikají, je použití pryžové klávesnice, která se běžně vyskytuje u Televizních dálkových ovladačů, ovladačů garážových vrat atd. Typická vodivá pryžová klávesnice zahrnuje vytvoření šikmého pásu kolem středu spínače. Po stisknutí spínače se popruh deformuje a vytváří hmatovou odezvu. Jakmile spínač již není pod tlakem, popruh se vrátí do neutrální polohy.

Uhlíkový hmatový klíč vstupuje do hry při výrobě elektronických spínačů, protože uhlíková pilulka je umístěna na základně spínačového centra. Pokud jste někdy rozebrali (nebo rozbili) dálkový ovladač Televizoru, můžete si všimnout, že na deskách s plošnými spoji je pod každou gumou, kterou jste stiskli, malá kruhová tečka, kterou lze lehce stlačit. Tento uhlíkový hmatový klíč se při stlačení pásu dotýká PCB; poměrně jednoduché a důmyslné řešení, které je odolné a cenově výhodné.

Proč používat odlupovaTelné pájecí masky při výrobě desek plošných spojů?

• Složení uhlíkového oleje
  

  Uhlíkový olej se skládá hlavně ze syntetické pryskyřice, tvrdidla a uhlíkového prášku.

  Syntetická pryskyřice hraje roli v adhezi (ekvivalent nosiče).

  Tužidlo hraje roli vytvrzování.

  Uhlíkový prášek hraje vodivou roli (může být přidán grafitový prášek, ale s vysokými náklady).

  Někteří dodavaTelé přidávají do uhlíkového oleje trochu stříbrného oleje, aby získali nižší odpor a vyšší vodivost.

• Odolnost uhlíkového inkoustu
  
  Odolnost uhlíkového oleje je obecně vyjádřena čtvercovým odporem. Některé používají ohmy na centimetr čtvereční (Ω/cm²) a některé používají ohmy na centimetr čtvereční (Ω/□). Většina dodavaTelů nyní souhlasí s použitím Ω/□.
  Čtvercový odpor označuje hodnotu odporu libovolného čtvercového uhlíkového filmu na opačné straně, která souvisí s tloušťkou a složením uhlíkového oleje. (Lze to analyzovat z obrázku níže).
  Podle Ohmova zákona:
  R=ρ*L/S (R=čtvercový odpor, ρ=odpor, L=délka uhlíkového oleje, S=strana=tloušťka*šířka=r*m)Takže R=ρ*L/r*m（pokud L=m）Takže R=ρ*r
  Z výše uvedeného vzorce je vidět, že když je povrchová impedance L=W (když je délka a šířka stejná, libovolný čtverec „□“), lze ji vyjádřit „Ω/□“. Musí však být uvedeno, při jaké tloušťce je hodnota „Ω/□“. Obecně dodavaTel uvede ≤ 30Ω/□ při 15um nebo 25um.
• Kontrola odporu uhlíkového oleje
  
  Odolnost uhlíkového oleje souvisí pouze s jeho složením a tloušťkou. Proto, abychom získali uspokojivý požadavek na odolnost, musíme dodržovat tři aspekty.
  Uhlíkový olej přiměřeného čtvercového odporu, který splňuje požadavky procesu.
  Po tisku by mělo být dosaženo přiměřené tloušťky (0,01-0,025 mm).
  Pečeme úplně (trouba: 150 °C až 170 °C, po dobu 30-60 minut; infračervená trouba: 150 °C, po dobu 15 minut).
  Ve skutečném provozním procesu je teplota vysoká, čas je dlouhý a čtvercový odpor je nízký. Je důležité zvolit přiměřenou teplotu a čas bez ovlivnění podkladu.

  
  

Vlastnosti a použití PCB s uhlíkovým inkoustem

Uhlíkový inkoust má silnou přilnavost, odolnost proti odlupování a silnou odolnost proti oděru, která může dosáhnout ≥ 1 milionkrát a rychlost změny odporu je ≤ 10 %. Čtvercový odpor vodivé pasty je ve srovnání s jinými kovy poměrně velký. Čtvercový odpor současné desky s uhlíkovým olejem lze obecně řídit na ≤ 20 ohmů, ale náklady jsou nízké s poměrem nákladů na vysoký výkon. Vodivá pasta je zásadním materiálem pro balení elektronických součástek, elektrody a propojování elektronických součástek. Zahrnuje především dva typy: vypalovací vodivá pasta a vytvrzovací vodivé lepidlo (vodivý inkoust).

Použití karbonové inkoustové desky:

Deska s uhlíkovým olejem se používá hlavně ve filmových obvodech, měkkých obvodech mobilních Telefonů, lékařských zařízeních, komunikačních zařízeních, automobilové elektronice, inTeligentních štítcích RFID a mnoha dalších průmyslových odvětvích. V průmyslu desek plošných spojů se používá hlavně pro kalkulačky a dálkové ovladače. Může nahradit poměděné otvory, stříbrné výplně otvorů a proces plnění otvorů měděnou kaší. Ochrana životního prostředí a nízké náklady na plnění otvorů uhlíkovou kaší jsou hlavním trendem vývoje desek plošných spojů. V současné době Microsoft používá otvory pro plnění uhlíkového oleje na desce zdroje, čímž lze zcela nahradit dvouvrstvou desku s poměděnými otvory.