No campo defabricação de placas de circuito impresso, vários processos de tratamento de superfície estão constantemente inovando para atender aos requisitos cada vez mais complexos e de alto-desempenho dos dispositivos eletrônicos. Entre eles, a tecnologia de filme de carbono ocupa um lugar importante em cenários de aplicação específicos devido ao seu desempenho e características únicas.
O princípio e o processo de produção da tecnologia de filme de carbono
O processo de filme de carbono geralmente se refere à impressão de óleo de carbono em uma posição designada em uma placa de circuito impresso e, após passar no teste de cura em forno, formando um filme de carbono com um determinado valor de resistência. Este processo é semelhante à serigrafia de caracteres, mas o óleo de carbono tem boa condutividade e é fundamentalmente diferente dos materiais semicondutores usados para caracteres. Os materiais dos caracteres servem apenas como identificação e barreiras de solda.
No processo de produção, primeiro é necessário realizar um trabalho detalhado de preparação preliminar, com base nos requisitos de projeto da placa de circuito impresso, para planejar com precisão a posição e o formato do filme de carbono. Posteriormente, a tecnologia de serigrafia foi usada para imprimir com precisão o óleo de carbono na área designada da placa de circuito impresso. Nesta etapa, é necessário um controle de altíssima precisão do processo.
Após a impressão, coloque a placa de circuito impresso no forno para tratamento de cura. Através deste processo, o óleo de carbono é convertido em uma película de carbono estável e suas características de resistência também são fixadas. É importante notar que a espessura do filme de carbono terá impacto no seu valor de resistência. A espessura do óleo de carbono para serigrafia está geralmente entre 0,3-1,0mil, com uma tolerância de espessura de ± 0,3mil; Se for necessária uma espessura de óleo de carbono de 1,0mil ou mais, será necessária uma segunda reimpressão de óleo de carbono, com uma espessura de 1,0-2,0mil e uma tolerância de espessura de ± 0,4mil. O filme de óleo de carbono para a segunda reimpressão é 3mil menor em um lado do que o filme de óleo de carbono para a primeira impressão em serigrafia.
As vantagens da tecnologia de filme de carbono
Custo-benefício significativo-
Em comparação com alguns métodos de tratamento de superfície que utilizam metais preciosos ou processos complexos, a tecnologia de filme de carbono apresenta vantagens significativas tanto em termos de custos de material quanto de processamento. O óleo de carbono, como material principal, é relativamente barato e possui uma ampla variedade de fontes. Ao mesmo tempo, seu processo de produção é relativamente simples, sem a necessidade de equipamentos e tecnologias complexas-de ponta, o que reduz bastante o custo geral de produção, especialmente adequado para cenários de produção em grande-escala sensíveis ao custo, como a fabricação de placas de circuito impresso de alguns produtos eletrônicos de consumo de médio a baixo custo.
Boa condutividade
O filme de carbono possui condutividade estável e boa, que pode conduzir corrente com eficácia e atender às necessidades básicas da placa de circuito impresso na conexão elétrica. Em muitos circuitos que não exigem transmissão estrita de sinais elétricos, mas focam no custo e na praticidade, a condutividade fornecida pela tecnologia de filme de carbono é totalmente capaz de garantir o funcionamento normal dos dispositivos eletrônicos.
As características de resistência personalizáveis podem ser ajustadas de forma flexível, controlando com precisão parâmetros como espessura, área e número de camadas impressas do filme de carbono, a fim de atender aos diversos requisitos de resistência de diferentes projetos de circuitos. Essa personalização traz grande comodidade ao projeto e fabricação de placas de circuito impresso. Os projetistas podem definir facilmente valores de resistência específicos com base em requisitos funcionais específicos do circuito, simplificando o projeto do circuito e reduzindo o tamanho da placa de circuito impresso e a ocupação do espaço.
Cenários de aplicação da tecnologia de filme de carbono
Na área de eletrônicos de consumo
A tecnologia de filme de carbono tem sido amplamente utilizada em muitos produtos eletrônicos de consumo, como controles remotos, brinquedos e calculadoras simples. Tomando o controle remoto como exemplo, o circuito de sua parte de botão geralmente usa tecnologia de filme de carbono para conseguir a conexão e transmissão de sinal entre os botões e o circuito. Devido ao fato de que esses produtos são geralmente produzidos-em massa, o controle de custos é extremamente rigoroso e os requisitos de desempenho são relativamente moderados, a vantagem de custo e a boa condutividade da tecnologia de filme de carbono atendem perfeitamente a essas necessidades. Por exemplo, componentes eletrônicos em brinquedos infantis e placas de circuito impresso fabricadas com tecnologia de filme de carbono podem garantir as funções elétricas básicas dos brinquedos e atingir a produção em grande-escala, ao mesmo tempo que controlam os custos, tornando os produtos de brinquedo mais competitivos no mercado.
A tecnologia de filme de carbono também demonstra vantagens únicas em alguns pequenos dispositivos eletrônicos com requisitos de espaço extremamente exigentes, como microssensores, pequenos módulos Bluetooth e outros produtos. Devido à sua capacidade de atender aos requisitos de parâmetros de circuito, como resistência, ajustando as características do filme de carbono, evita adicionar muitos componentes discretos em um espaço limitado, reduzindo efetivamente o tamanho da placa de circuito impresso e permitindo que pequenos dispositivos atinjam funções completas de circuito em um espaço compacto, fornecendo uma solução viável para o projeto e fabricação de dispositivos eletrônicos miniaturizados.
Limitações e contramedidas da tecnologia de filme de carbono
Embora a tecnologia de filme de carbono tenha muitas vantagens, ela também apresenta certas limitações. Por exemplo, em comparação com alguns processos de revestimento metálico, a resistência à corrosão do filme de carbono é relativamente fraca. Em ambientes agressivos, como alta umidade e alta névoa salina, o desempenho pode diminuir ou até mesmo ser danificado. Além disso, a resistência física do filme de carbono é relativamente baixa e está sujeito a rachar ou cair quando sujeito a grandes impactos externos, o que afeta o funcionamento normal do circuito.
Para resolver estas limitações, algumas medidas de proteção podem ser tomadas em aplicações práticas. Para a questão da resistência à corrosão, um revestimento transparente com boas propriedades protetoras, como tinta de três provas, pode ser aplicado à superfície do filme de carbono para isolar a corrosão do filme de carbono por meios corrosivos externos. Para resolver o problema da resistência física insuficiente, por um lado, o layout pode ser razoavelmente otimizado durante a fase de projeto da placa de circuito impresso para reduzir a possibilidade de impacto externo na parte do filme de carbono; Por outro lado, no processo de fabricação, a resistência física do próprio filme de carbono pode ser melhorada melhorando os parâmetros do processo, como otimizar a fórmula do óleo de carbono e ajustar as condições de cura.
A comparação entre o processo de filme de carbono e outros processos de tratamento de superfície. Comparado com o processo HASL, embora o processo HASL tenha boa soldabilidade e tecnologia madura, ele tem desvantagens como superfície irregular, inadequação para soldagem de componentes de passo fino e problemas ambientais enfrentados pelo processo contendo chumbo. O processo de filme de carbono pode alcançar uma fabricação de circuitos mais fina, tornando-o mais adequado para projetos de circuitos que exigem um layout espacial elevado e espaçamento pequeno de componentes, sem quaisquer preocupações ambientais.
Comparado com o processo OSP, o revestimento OSP é usado principalmente para prevenção de oxidação, depende do fluxo para soldabilidade e tem resistência à corrosão relativamente mais fraca. O processo de filme de carbono não só tem um certo efeito anti-oxidação, mas também se concentra em fornecer funções de condutividade e resistência, o que apresenta vantagens insubstituíveis em algumas aplicações de circuitos que requerem valores de resistência específicos.
Comparado ao processo de niquelagem/ouro por imersão sem eletricidade, o processo de niquelagem/ouro por imersão sem eletricidade pode fornecer excelente desempenho elétrico e confiabilidade-de longo prazo, mas o processo é complexo e caro. O processo de filme de carbono, com seu baixo custo e produção relativamente simples, tem uma vantagem competitiva significativa em cenários de aplicação sensíveis ao custo e exigentes em termos de desempenho.