3 דרישות גבוהות של חום ופיזור חום

עם המזעור, הפונקציונליות הגבוהה וייצור החום הגבוה של ציוד אלקטרוני, דרישות הניהול התרמי של ציוד אלקטרוני ממשיכות לעלות, ואחד הפתרונות שנבחרו הוא פיתוח מעגלים מודפסים מוליכים תרמית.התנאי הראשוני ל-PCB עמיד בחום ומפזר חום הוא תכונות עמידות החום ופיזור החום של המצע.כיום, שיפור חומר הבסיס והוספת חומרי מילוי שיפרו במידה מסוימת את תכונות העמידות בחום ופיזור החום, אך השיפור במוליכות התרמית מוגבל מאוד.בדרך כלל, מצע מתכת (IMS) או לוח מעגלים מודפס ליבת מתכת משמשים לפיזור החום של רכיב החימום, מה שמפחית את הנפח והעלות בהשוואה לקירור הרדיאטור והמאוורר המסורתיים.

אלומיניום הוא חומר מאוד אטרקטיבי.יש לו משאבים בשפע, עלות נמוכה, מוליכות תרמית טובה וחוזק, והוא ידידותי לסביבה.כיום, רוב מצעי המתכת או ליבות המתכת הם אלומיניום מתכתי.היתרונות של מעגלים מבוססי אלומיניום הם פשוטים וחסכוניים, חיבורים אלקטרוניים אמינים, מוליכות וחוזק תרמית גבוהים, הגנה על הסביבה נטולת הלחמה וללא עופרת וכו', וניתנים לתכנון ויישום ממוצרי צריכה ועד כלי רכב, מוצרים צבאיים וחלל.אין ספק לגבי המוליכות התרמית ועמידות החום של מצע המתכת.המפתח טמון בביצועי הדבק המבודד בין לוחית המתכת לשכבת המעגל.

כיום, הכוח המניע של ניהול תרמי מתמקד בנוריות LED.כמעט 80% מהספק הקלט של נורות LED מומר לחום.לכן נושא הניהול התרמי של נורות לד מוערך מאוד, והפוקוס הוא על פיזור החום של מצע הלד.ההרכב של חומרי שכבת בידוד עמידים בחום וידידותיים לסביבה, מניח את הבסיס לכניסה לשוק תאורת ה-LED בבהירות גבוהה.

4 אלקטרוניקה גמישה ומודפסת ודרישות אחרות

4.1 דרישות לוח גמיש

המזעור והדילול של ציוד אלקטרוני ישתמשו בהכרח במספר רב של מעגלים מודפסים גמישים (FPCB) ומעגלים מודפסים קשיחים-גמישים (R-FPCB).שוק ה-FPCB העולמי מוערך כיום בכ-13 מיליארד דולר, וקצב הצמיחה השנתי צפוי להיות גבוה מזה של PCBs קשיחים.

עם הרחבת האפליקציה, בנוסף לגידול במספר, יהיו דרישות ביצועים חדשות רבות.סרטי פוליאמיד זמינים בצבעים חסרי צבע ושקופים, לבן, שחור וצהוב, ובעלי עמידות גבוהה בחום ותכונות CTE נמוכות, המתאימים לאירועים שונים.מצעי סרטי פוליאסטר חסכוניים זמינים גם בשוק.אתגרי הביצועים החדשים כוללים גמישות גבוהה, יציבות מימדית, איכות פני הסרט, וצימוד פוטואלקטרי של הסרט ועמידות סביבתית כדי לעמוד בדרישות המשתנות ללא הרף של משתמשי קצה.

לוחות FPCB ולוחות HDI קשיחים חייבים לעמוד בדרישות של העברת אותות במהירות גבוהה ובתדר גבוה.יש לשים לב גם לקבוע הדיאלקטרי ולאובדן הדיאלקטרי של מצעים גמישים.ניתן להשתמש בפוליטטראפלואורואתילן ובמצעים מתקדמים של פוליאמיד ליצירת גמישות.מעגל חשמלי.הוספת אבקה אנאורגנית וחומרי מילוי של סיבי פחמן לשרף הפוליאימיד יכולה לייצר מבנה תלת-שכבתי של מצע מוליך תרמית גמיש.חומרי המילוי האנאורגניים המשמשים הם אלומיניום ניטריד (AlN), תחמוצת אלומיניום (Al2O3) ובור ניטריד משושה (HBN).למצע מוליכות תרמית של 1.51W/mK והוא יכול לעמוד במתח עמידה של 2.5kV ובדיקת כיפוף של 180 מעלות.

שווקי יישומי FPCB, כגון טלפונים חכמים, מכשירים לבישים, ציוד רפואי, רובוטים וכו', הציעו דרישות חדשות לגבי מבנה הביצועים של FPCB, ופיתחו מוצרי FPCB חדשים.כגון לוח רב שכבתי גמיש דק במיוחד, FPCB ארבע שכבתי מופחת מ-0.4 מ"מ הרגיל לכ-0.2 מ"מ;לוח גמיש לשידור במהירות גבוהה, באמצעות מצע פוליאמיד נמוך Dk ו-Df נמוך, המגיע לדרישות מהירות שידור של 5Gbps;גדול הלוח הגמיש להספק משתמש במוליך מעל 100 מיקרומטר כדי לענות על הצרכים של מעגלים בעלי הספק גבוה וזרם גבוה;הלוח הגמיש על בסיס מתכת בעל פיזור חום גבוה הוא R-FPCB המשתמש במצע פלטת מתכת באופן חלקי;הלוח הגמיש למישוש מורגש בלחץ הממברנה והאלקטרודה מחוברים בין שני סרטי פוליאמיד ליצירת חיישן מישוש גמיש;לוח גמיש מתמתח או לוח קשיח-גמיש, המצע הגמיש הוא אלסטומר, וצורת תבנית חוטי המתכת משופרת כדי להיות ניתנת למתיחה.כמובן, FPCBs מיוחדים אלה דורשים מצעים לא שגרתיים.

4.2 דרישות אלקטרוניקה מודפסות

האלקטרוניקה המודפסת צברה תאוצה בשנים האחרונות, וצפויה כי עד אמצע שנות ה-2020, האלקטרוניקה המודפסת תהיה בעלת שוק של יותר מ-300 מיליארד דולר.היישום של טכנולוגיית האלקטרוניקה המודפסת לתעשיית המעגלים המודפסים הוא חלק מטכנולוגיית המעגלים המודפסים, שהפכה לקונצנזוס בתעשייה.טכנולוגיית אלקטרוניקה מודפסת היא הקרובה ביותר ל-FPCB.כעת יצרני PCB השקיעו באלקטרוניקה מודפסת.הם התחילו עם לוחות גמישים והחליפו את המעגלים המודפסים (PCB) במעגלים אלקטרוניים מודפסים (PEC).נכון לעכשיו, ישנם מצעים וחומרי דיו רבים, וברגע שיהיו פריצות דרך בביצועים ובעלות, הם יהיו בשימוש נרחב.ליצרני PCB לא כדאי לפספס את ההזדמנות.

היישום המרכזי הנוכחי של אלקטרוניקה מודפסת הוא ייצור של תגי זיהוי בתדר רדיו (RFID) בעלות נמוכה, שניתן להדפיס בגלילים.הפוטנציאל הוא בתחומי הצגים המודפסים, התאורה והפוטו-וולטאים אורגניים.שוק הטכנולוגיה הלבישה הוא כיום שוק נוח שמתהווה.מוצרים שונים של טכנולוגיה לבישה, כגון ביגוד חכם ומשקפי ספורט חכמים, מסכי פעילות, חיישני שינה, שעונים חכמים, אוזניות ריאליסטיות משופרות, מצפני ניווט ועוד. מעגלים אלקטרוניים מודפסים.

היבט חשוב של טכנולוגיית אלקטרוניקה מודפסת הוא חומרים, כולל מצעים ודיו פונקציונלי.מצעים גמישים מתאימים לא רק למשטחי FPCB קיימים, אלא גם למצעים בעלי ביצועים גבוהים יותר.נכון להיום, ישנם חומרי מצע דיאלקטריים גבוהים המורכבים מתערובת של קרמיקה ושרף פולימר, כמו גם מצעים בטמפרטורה גבוהה, מצעים בטמפרטורה נמוכה ומצעים שקופים חסרי צבע., מצע צהוב וכו'.

4 אלקטרוניקה גמישה ומודפסת ודרישות אחרות

4.1 דרישות לוח גמיש

המזעור והדילול של ציוד אלקטרוני ישתמשו בהכרח במספר רב של מעגלים מודפסים גמישים (FPCB) ומעגלים מודפסים קשיחים-גמישים (R-FPCB).שוק ה-FPCB העולמי מוערך כיום בכ-13 מיליארד דולר, וקצב הצמיחה השנתי צפוי להיות גבוה מזה של PCBs קשיחים.

עם הרחבת האפליקציה, בנוסף לגידול במספר, יהיו דרישות ביצועים חדשות רבות.סרטי פוליאמיד זמינים בצבעים חסרי צבע ושקופים, לבן, שחור וצהוב, ובעלי עמידות גבוהה בחום ותכונות CTE נמוכות, המתאימים לאירועים שונים.מצעי סרטי פוליאסטר חסכוניים זמינים גם בשוק.אתגרי הביצועים החדשים כוללים גמישות גבוהה, יציבות מימדית, איכות פני הסרט, וצימוד פוטואלקטרי של הסרט ועמידות סביבתית כדי לעמוד בדרישות המשתנות ללא הרף של משתמשי קצה.

לוחות FPCB ולוחות HDI קשיחים חייבים לעמוד בדרישות של העברת אותות במהירות גבוהה ובתדר גבוה.יש לשים לב גם לקבוע הדיאלקטרי ולאובדן הדיאלקטרי של מצעים גמישים.ניתן להשתמש בפוליטטראפלואורואתילן ובמצעים מתקדמים של פוליאמיד ליצירת גמישות.מעגל חשמלי.הוספת אבקה אנאורגנית וחומרי מילוי של סיבי פחמן לשרף הפוליאימיד יכולה לייצר מבנה תלת-שכבתי של מצע מוליך תרמית גמיש.חומרי המילוי האנאורגניים המשמשים הם אלומיניום ניטריד (AlN), תחמוצת אלומיניום (Al2O3) ובור ניטריד משושה (HBN).למצע מוליכות תרמית של 1.51W/mK והוא יכול לעמוד במתח עמידה של 2.5kV ובדיקת כיפוף של 180 מעלות.

שווקי יישומי FPCB, כגון טלפונים חכמים, מכשירים לבישים, ציוד רפואי, רובוטים וכו', הציעו דרישות חדשות לגבי מבנה הביצועים של FPCB, ופיתחו מוצרי FPCB חדשים.כגון לוח רב שכבתי גמיש דק במיוחד, FPCB ארבע שכבתי מופחת מ-0.4 מ"מ הרגיל לכ-0.2 מ"מ;לוח גמיש לשידור במהירות גבוהה, באמצעות מצע פוליאמיד נמוך Dk ו-Df נמוך, המגיע לדרישות מהירות שידור של 5Gbps;גדול הלוח הגמיש להספק משתמש במוליך מעל 100 מיקרומטר כדי לענות על הצרכים של מעגלים בעלי הספק גבוה וזרם גבוה;הלוח הגמיש על בסיס מתכת בעל פיזור חום גבוה הוא R-FPCB המשתמש במצע פלטת מתכת באופן חלקי;הלוח הגמיש למישוש מורגש בלחץ הממברנה והאלקטרודה מחוברים בין שני סרטי פוליאמיד ליצירת חיישן מישוש גמיש;לוח גמיש מתמתח או לוח קשיח-גמיש, המצע הגמיש הוא אלסטומר, וצורת תבנית חוטי המתכת משופרת כדי להיות ניתנת למתיחה.כמובן, FPCBs מיוחדים אלה דורשים מצעים לא שגרתיים.

4.2 דרישות אלקטרוניקה מודפסות

האלקטרוניקה המודפסת צברה תאוצה בשנים האחרונות, וצפויה כי עד אמצע שנות ה-2020, האלקטרוניקה המודפסת תהיה בעלת שוק של יותר מ-300 מיליארד דולר.היישום של טכנולוגיית האלקטרוניקה המודפסת לתעשיית המעגלים המודפסים הוא חלק מטכנולוגיית המעגלים המודפסים, שהפכה לקונצנזוס בתעשייה.טכנולוגיית אלקטרוניקה מודפסת היא הקרובה ביותר ל-FPCB.כעת יצרני PCB השקיעו באלקטרוניקה מודפסת.הם התחילו עם לוחות גמישים והחליפו את המעגלים המודפסים (PCB) במעגלים אלקטרוניים מודפסים (PEC).נכון לעכשיו, ישנם מצעים וחומרי דיו רבים, וברגע שיהיו פריצות דרך בביצועים ובעלות, הם יהיו בשימוש נרחב.ליצרני PCB לא כדאי לפספס את ההזדמנות.

היישום המרכזי הנוכחי של אלקטרוניקה מודפסת הוא ייצור של תגי זיהוי בתדר רדיו (RFID) בעלות נמוכה, שניתן להדפיס בגלילים.הפוטנציאל הוא בתחומי הצגים המודפסים, התאורה והפוטו-וולטאים אורגניים.שוק הטכנולוגיה הלבישה הוא כיום שוק נוח שמתהווה.מוצרים שונים של טכנולוגיה לבישה, כגון ביגוד חכם ומשקפי ספורט חכמים, מסכי פעילות, חיישני שינה, שעונים חכמים, אוזניות ריאליסטיות משופרות, מצפני ניווט ועוד. מעגלים אלקטרוניים מודפסים.

היבט חשוב של טכנולוגיית אלקטרוניקה מודפסת הוא חומרים, כולל מצעים ודיו פונקציונלי.מצעים גמישים מתאימים לא רק למשטחי FPCB קיימים, אלא גם למצעים בעלי ביצועים גבוהים יותר.נכון להיום, ישנם חומרי מצע דיאלקטריים גבוהים המורכבים מתערובת של קרמיקה ושרף פולימר, כמו גם מצעים בטמפרטורה גבוהה, מצעים בטמפרטורה נמוכה ומצעים שקופים חסרי צבע., מצע צהוב וכו'.