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下一代挠性电路的特征:透明

八月 07, 2020 | Dominique K. Numakura, DKN Research
下一代挠性电路的特征:透明

世界最大的化工公司之一——杜邦公司于20世纪60年代开发出了超级工程塑料薄膜,不久之后推出了Kapton——可在很宽的温度范围内保持稳定的聚酰亚胺薄膜。

杜邦公司还开发了挠性电路的基本结构,作为Kapton薄膜的主要应用。如今,挠性电路市场每年收入200亿美元。它是智能手机和智能手表的主要布线材料。如果打开移动设备的后盖,你会发现薄膜是橙色的。行业术语为“Kapton色”。对供应商和合同制造商来说,Kapton的颜色和低透明度从来都不是问题,所以电路设计师不会针对耐热薄膜提出任何特殊颜色要求。是苹果公司不喜欢Kapton的颜色,要求挠性电路制造商将聚酰亚胺薄膜漆成黑色。

电路设计师也从未质疑Kapton的颜色(对聚酰亚胺薄膜制造商来说,很幸运)。显示设备或光伏电池中的一些挠性电路需要透明薄膜,因此使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜替代了聚酰亚胺薄膜。开发了非耐热材料的低温包装工艺。

图1为透明挠性电路示例。通过焊接安装几个LED 

日新月异的电子产品市场需要不断升级元器件、薄膜和电路。新的光模块和医疗设备现在对高温加工(如焊接和引线键合)既要求透明又要求耐热。材料供应商找到了满足这些新要求的方法,但要同时具备透明度和耐热性而不进行权衡并不容易。一些材料供应商已成功地制造出了透明度大于85%、机械性能稳定且温度超过300°C的透明聚酰亚胺薄膜。一家聚乙烯乙基酮(PEEK)薄膜制造商成功制造出一种耐热透明薄膜,几家氟碳树脂生产厂家也成功研制出了耐热透明薄膜。

下一个障碍是用透明及耐热薄膜来制造覆铜箔层压板。包括DKN Research公司在内的几家层压板制造商已经开发出一种通用的金属化和镀铜工艺来生产覆铜箔层压板。结合强度已经证明,这些层压板已经为标准蚀刻工艺做好了准备。

覆盖层目前正在开发中。层压板制造商不准备发运有透明胶的可靠覆盖层薄膜。化工公司即将推出透明耐热油墨(实际上是透明聚酰亚胺油墨)作为可丝网印刷的透明覆盖层。

在我们完成透明和耐热挠性电路——透明导体之前,还有最后一个细节需要克服。我们正在考虑几个候选者。由于ITO膜的历史悠久,它仍然很有用。挠性电路的主要问题是低性能和挠曲耐久性。相对较高的导体阻抗阻碍了其应用的扩展。有机导电油墨可能是一个选择,但相对较低的传导性仍然是一个问题。较低的耐热性限制了其应用。可以使用可丝网印刷的银纳米线油墨,但其相对较高的成本使其无法作为一种选择。由化学蚀刻产生的细铜网作为透明导体提出了截然不同的概念。它的传导性几乎与铜箔相同,但细线网孔对蚀刻能力要求很高,而且成本过高。

完美的解决方案指日可待。一旦有了成果,对透明挠性电路的需求将会很高。

Dominique K.Numakura担任DKN Research LLC公司的常务董事。如需阅读往期专栏或联系Numakura,可单击此处

标签:
#柔性电路  #DKN 

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