进步挠性混合电子产品可制作性的新式工艺:光子焊接

发布时间:2022-07-21 17:19:39 来源:爱游戏手机官网

  打印电子技能(Printed electronics)正不断发展,但这项技能的缺陷是像纸这样的低成本基板不能接受焊膏回流温度;此外,油墨需求时刻固化。紫外线辐射固化使现在阻焊膜或图例油墨固化办法

  现在打印电子技能的一项立异是运用亮光管对打印油墨进行固化或退火。亮光管可产生高强度、宽光谱白光,如下图所示。咱们熟知的拍摄摄像运用的便是电子亮光灯,可是,摄像中运用的亮光灯的体积和功率要大得多。但亮光管灯火照射下的油墨能够固化或退火,但基板仍旧坚持低温

  运用红外烘箱固化油墨而且使其到达导电所需温度,这要求基板(如聚酰亚胺、陶瓷和环氧玻纤等资料)能够接受高温。可用高能量密度的电磁辐射进行枯燥,电磁辐射射线深化到待枯燥的层中,激起其间的分子

  能量的吸收速度非常快,一般产生在十分之几秒之内,此刻的分子活化使得水或溶剂蒸腾。辐射会深化层下,与颜料耦合并从内向外枯燥颜料,因而基板的外表不会产生气泡,导致不良影响

  经过这项立异技能,咱们能够在几百毫秒之内就可在织物、纸张或塑料等基板上固化高导电性图形、元件(电容器/电阻器)和绝缘体等

  如下表所示,表中给出了依据热负荷的传递方法摆放的不同选择性焊接技能概略。在这些一般情况下,露出的区域仅限于加热区域,以保证器材温度灵敏部分的热负荷较低。因为加热介质受到限制,这就要求咱们需求从一个区域移动到另一个区域,因而选用这些技能的处理速度一般较为缓慢

  光产生(ER)加热,例如激光焊接,也能够经过亮光管的方法进行加热,具有焊接元件不在视野内的长处

  这种新式的焊接机器将功率为30-40千瓦的500伏电源连接到高压储能电容器组上,而且经过高压电路来操控,专门规划的亮光管现在能够在几秒钟内完结规范无铅回流焊,而且功耗仅为规范回流焊炉的10%

  下图显现的光吸收资料在光脉冲期间将被加热,当光被移除时会马上冷却。尽管能够只运用一个脉冲进行焊接,但最好运用脉冲序列(具有不同的脉冲持续时刻和功率),以避免过度加热基板,导致不良产生

  该工艺是经过将根据金属颗粒的油墨烧结到导电走线中来进步挠性混合电子产品(flexible hybrid electronics)中可制作的组成部分

  光子焊接东西依赖于氙气填充的亮光灯极高的均匀功率输出。因而亮光灯的冷却体系有必要是由水冷构成的,以避免在高负荷运用下加热失控和对体系构成损坏。此外,亮光灯体系需求数字操控器,以便在各种热条件下对不同尺度元件的焊接进行调整

  SAC-305焊膏是手动模板印刷在铜触摸焊盘上。所涂布焊膏的厚度约为75µm。运用Rohm Semiconductors公司0603封装的耐硫片式电阻作为首要测验元件,如下图所示

  吸收部分光谱的区域比其他区域能更有效地将光能转换为热能,导致部分温度升高。经过改动脉冲的时刻(脉冲长度和后续脉冲之间的推迟),能够操控正在处理资料的温度。到达的温度能够高于器材堆叠组成部分的额外温度而不会导致损坏,部分原因是加热时刻较短,而且在光照中止后很快将会康复到环境条件

  焊接进程(上图)显现了光功率密度和亮光持续时刻之间的抱负平衡。在1~4秒内完结焊接,详细取决于功率密度。从P1到P9的功率设置将导致回流时刻为4.5~8秒,在P9的时刻最短,为0.5秒

  空间选择性光子焊接是共同的工艺,为指定的资料体系(传导轨迹、基板、焊料和元件)供给了一种在正常回流炉中无法仿制的焊接工艺。均匀功率是单个光脉冲能量(取决于电容器组充电的电压和放电的时刻长度)和光脉冲入射到资料体系的频率的函数。均匀功率是对器材堆叠可完成的温度斜率的要害操控要素。尽管能够以极高的升温率焊接某些器材结构,但其他器材结构需求较慢的升温率以保证其不受损害并避免不可控地放气

  关于相同的结构,峰值温度能够经过添加斜率、露出时刻或两者的组合来操控(如下图所示)。与规范回流焊的原理相同,每次更改都为优化焊点质量供给了不同的成果。关于所探究的器材结构,在均匀射入功率密度为16W/cm²的情况下,从1.5秒开端观察到焊料的回流,在第3秒时,能够显着改进焊缝形状和金属间化合物构成,以进步焊点质量的意图。在第5秒后,开端观察到挠性电路的机械故障和委曲。第二张图显现了光子焊接设备的内部。该设备配有批量传送设备。一条完好的自动化印刷、检测、贴装、焊接生产线电阻焊点3秒的温度曲线、高功率下不同脉冲序列下焊点的温度曲线、具有不同功率设置的焊点温度曲线

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