전자 시스템의 핵심 캐리어로서 회로 기판의 기술 혁신은 매우 중요합니다.구리 페이스트 회로 기판는 독특한 재료 응용과 제조 공정을 통해 점차 전자 제조 분야에서 신흥 세력으로 부상했습니다. 이는 기존 회로 기판 제조의 과제를 해결하는 새로운 접근 방식을 제공하여 회로 기판 성능을 개선하고 생산 프로세스를 최적화하는 데 상당한 이점을 보여줍니다.
1, 구리 페이스트 회로 기판의 기본 원리 및 구성
구리 페이스트 회로 기판의 핵심은 구리 페이스트의 핵심 재료에 있습니다. 구리 페이스트는 일반적으로 고순도 구리 분말에 유기 바인더, 첨가제 등을 혼합하여 제조됩니다. 그 중 구리 분말은 전도성이 뛰어나 회로 기판에서 전류를 전도하는 데 중요한 역할을 합니다. 유기 바인더는 구리 분말을 균일하게 분산시켜 기판에 접착시키는 역할을 하며, 이후의 가공 및 사용 시 구리 페이스트가 미리 결정된 위치에 안정적으로 유지되어 안정적인 전도성 라인을 형성할 수 있도록 해줍니다. 동 페이스트의 유동성을 조절하고, 제조 및 사용 중 동 분말의 산화를 방지하며, 동 페이스트의 품질 및 성능 안정성을 보장하는 데 사용되는 유변제, 산화 방지제 등 다양한 유형의 첨가제가 있습니다.
구성의 관점에서 볼 때 구리 페이스트 회로 기판은 기판을 기반으로 하며 일반적인 기판 재료에는 세라믹 기판, FR4 등이 포함됩니다. 다양한 기판 재료는 물리적, 화학적 특성이 다르기 때문에 다양한 응용 시나리오에 적합합니다. 예를 들어, 세라믹 기판은 내열성이 우수하고 절연 성능이 높기 때문에 방열 및 전기 성능에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 전자 장치에 적합합니다. FR4 기판은 저렴한 비용과 성숙한 처리 기술로 인해 가전제품 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 기판 위에 특정 인쇄 공정을 통해 미리 결정된 위치에 구리 페이스트를 인쇄하여 정밀한 회로 패턴을 형성합니다. 이러한 패턴은 구리 페이스트의 유기 성분을 증발 또는 고화시키기 위해 건조 및 소결과 같은 후속 처리를 거치며, 구리 분말이 함께 소결되어 긴밀한 전도성 경로를 형성함으로써 완전한 회로 기판 전도성 시스템을 구성합니다.
2, 구리 페이스트 회로 기판의 제조 공정
(1) 구리 페이스트의 제조
고품질의-구리 페이스트를 준비하는 것은 구리 페이스트 회로 기판을 만드는 기본 단계입니다. 먼저, 고-순도 구리 분말을 선택합니다. 이는 일반적으로 우수한 전도성을 보장하기 위해 순도 99% 이상이어야 합니다. 구리 분말의 입자 크기와 분포는 구리 페이스트의 특성에 상당한 영향을 미칩니다. 일반적으로 입자 크기가 1~50μm인 구리 분말은 특정 응용 요구 사항에 따라 선택되며, 구리 페이스트의 벌크 밀도와 전도성을 최적화하기 위해 특정 공정을 통해 다양한 입자 크기의 구리 분말을 일정 비율로 혼합합니다.
(2) 인쇄과정
인쇄는 구리 페이스트를 기판에 정확하게 전사하여 회로 패턴을 형성하는 데 중요한 단계입니다. 일반적으로 사용되는 인쇄 프로세스에는 스크린 인쇄와 스크레이퍼 코팅 인쇄가 포함됩니다. 스크린 인쇄는 일반적인 방법으로 특정 회로 패턴을 갖는 스크린 인쇄판을 제작하고 스크린 위에 구리 페이스트를 놓은 다음 스크래퍼를 사용하여 스크린에 일정한 압력을 가하여 구리 페이스트를 스크린의 개구부를 통해 기판 표면에 전사함으로써 스크린 패턴과 일치하는 구리 페이스트 회로 패턴을 형성합니다. 스크린 인쇄 과정에서 스크린의 메쉬 크기, 스크레이퍼의 경도 및 압력, 인쇄 속도와 같은 매개변수는 모두 선 선명도 및 두께 균일성과 같은 구리 페이스트 인쇄 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.
(3) 건조 및 소결
인쇄 후 구리 페이스트 회로 기판을 건조하여 수분 및 일부 유기 용제와 같은 휘발성 물질을 제거해야 합니다. 일반적으로 오븐, 적외선 건조기 또는 전자레인지 건조기를 사용하는 등 다양한 건조 방법이 있습니다. 건조 공정에서는 구리 페이스트와 기판 사이의 접착 성능은 물론 구리 페이스트의 내부 구조에 영향을 주지 않고 휘발성 물질이 완전히 제거될 수 있도록 적절한 온도와 시간을 제어해야 합니다.
3, 구리 페이스트 회로 기판의 성능 이점
(1) 우수한 전도성 성능
구리는 그 자체로 전도성이 뛰어난 금속으로, 일반 금속 중 전기 전도성이 1위를 차지합니다. 구리 페이스트 회로 기판에서 적절하게 비율을 맞추고 처리된 구리 페이스트로 형성된 전도성 라인은 저항을 효과적으로 줄이고 전류 전송 효율을 향상시킬 수 있습니다. 에칭과 같은 전통적인 회로 기판 제조 공정과 비교하여 구리 페이스트 회로 기판은 전도성에 상당한 이점을 가지고 있습니다. 에칭 방법은 잉여 동박을 제거하는 과정에서 필연적으로 유지된 동박 표면에 특정 손상을 유발하여 저항을 증가시킵니다. 구리 페이스트 회로 기판은 직접 인쇄 및 소결을 통해 전도성 라인을 형성하여 이러한 손상을 줄이고 전도성 라인의 전도성을 구리 고유의 전도성에 더 가깝게 만듭니다. 예를 들어, 특정 공정을 사용하여 준비된 구리 페이스트 회로 기판은 2.26 × 10 ⁻⁸Ω/m(순수 구리의 저항률은 1.75 × 10 ⁻⁸Ω/m)만큼 낮은 전도성 층의 저항률을 가질 수 있으며, 이는 고속-데이터 전송 라인 및 고주파수 회로와 같은 전자 장치 응용 분야의 높은 전도성 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
(2) 좋은 방열 성능
전자 기기 작동 중 열 발생은 특히 고전력, 고밀도-통합 전자 시스템에서 흔히 발생하는 문제입니다. 방열 성능은 장비의 안정성과 서비스 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 구리는 열 전도성이 좋으며 구리 페이스트 회로 기판의 구리 페이스트 전도성 라인은 전류를 전도하면서 전자 부품에서 발생하는 열을 효과적으로 전달할 수 있습니다. 구리 페이스트 스루-홀 또는 구리 페이스트 플러그 홀 기술을 사용하는 일부 회로 기판의 경우 스루 홀이 채워진 구리 페이스트를 통해 회로 기판의 다른 층이나 방열 장치로 열이 빠르게 전도될 수 있어 회로 기판의 전반적인 방열 효율이 크게 향상됩니다. 고전력 LED 조명기구의 회로 기판에서 구리 페이스트 플러그 홀 공정은 열전도율 영역을 크게 증가시킵니다. 구리 기둥은 열을 회로 기판의 반대쪽으로 빠르게 전달할 수 있습니다. 높은 열전도율 구리 페이스트(열전도 계수 8w/mk)와 결합하면 LED 칩의 작동 온도를 효과적으로 낮추고 조명기구의 수명을 연장하며 발광 효율을 향상시킬 수 있습니다.
(3) 더 높은 구조적 강도
구리 페이스트 회로 기판의 생산 공정에서 소결 후 구리 페이스트는 구리 분말 입자 사이에 강한 결합을 형성하여 기판에 특정 강도의 전도성 구조를 형성합니다. 구리 페이스트 관통-홀 또는 플러그 홀 기술을 사용하는 회로 기판의 경우 관통-홀에 채워진 구리 페이스트가 응고된 후 회로 기판 내부에 강철 막대를 쌓는 것과 같으며 회로 기판의 내굴곡성 및 내진동성과 같은 기계적 특성이 크게 향상됩니다. 이러한 높은 구조적 강도 덕분에 구리 페이스트 회로 기판은 복잡한 사용 환경에 더 잘 적응하고 특정 외부 충격에도 회로 무결성과 안정성을 유지하며 기계적 손상으로 인한 회로 고장을 줄일 수 있습니다. 산업 제어 장비, 자동차 전자 장치 등 일부 분야에서는 장비가 작동 중에 진동, 충격 등의 외부 힘을 받을 수 있습니다. 구조적 강도가 우수한 구리 페이스트 회로 기판은 장비의 정상적인 작동을 보장하기 위해 안정적으로 작동할 수 있습니다.
(4) 환경적 이점
에칭과 같은 전통적인 회로 기판 제조 공정에서는 다량의 구리 이온과 부식성 산을 포함하는 폐액이 대량으로 생성됩니다. 사후 처리는-어려우며 환경과 인간 건강에 심각한 영향을 미칩니다. 구리 페이스트 회로 기판의 생산 공정은 비교적 환경 친화적입니다. 구리 페이스트를 준비하고 인쇄하는 동안 유해한 화학 물질을 다량 사용할 필요가 없으며 생산 과정에서 발생하는 폐기물이 상대적으로 적습니다. 동시에 가스 차폐 소결 기술을 사용하면 항산화 화합물의 광범위한 적용을 제거하고 과도한 원료 오염을 방지하며 환경에 대한 부정적인 영향을 전반적으로 줄일 수 있습니다. 이는 녹색 및 환경 보호를 위한 현대 전자 제조 산업의 개발 요구 사항을 충족합니다.