Mina: RFID, LED и что ещё?

Mina: RFID, LED и что ещё?

(перевод статьи из журнала «The PCB Magazine», август 2018, автор статьи — Tara Dunn, президент компании «Omni PCB»)

«Наука сегодня это — технология завтра». Эта цитата г-на Эдварда Теллера является верным описанием продукта Mina. Это — усовершенствованная обработка поверхности, недавно разработанная для низкотемпературной пайки алюминия на рынке RFID (бесконтактных считывателей), является успешной разработкой не только для этого рынка, но быстро приживается и на других рынках, включая рынок LED (светодиодов), где снижает стоимость и улучшает характеристики LED. Мне представилась возможность поговорить с г-ном Дивякантом Кадивала из компании «Averatek», чтобы обсудить разработку Mina и возможности использования её для обработки поверхности.

Научные исследования, если рассматривать вне способности пайки алюминия, можно охарактеризовать, как борьбу с оксидом алюминия. Удалить оксид легко, но удержать его от появления вновь чрезвычайно трудно в окружающих условиях. Разработка была сфокусирована на обработке поверхности, чтобы удалить оксид при соответствующей температуре, при которой плавится припой (рисунок 1). Она должна гарантировать образование прочного соединения между чистым алюминием и расплавленным припоем, так как он охлаждается. Эта усовершенствованная обработка поверхности позволяет технологии проникать на другие рынки.

Рис. 1 Со спадом температуры на 10°С параметры LED улучшаются.

Целевой рынок RFID

Эта обработка поверхности разработана для объёмного целевого рынка RFID. В целях экономии предпочтительный выбор имеют алюминий-полиэфирные материалы (AL-PET), но эти материалы имеют некоторые проблемы. Алюминий труден для пайки при низких температурах, а PET не выдерживает высокие температуры. Пайка алюминия затруднена из-за наличия тонкого слоя оксида алюминия, присутствующего, когда Al-РЕТ на воздухе. Оксид может быть удалён при интенсивной обработке в растворе, но увеличивает расходы и делает этот материал очень дорогим при больших объёмах. Анизотропная проводящая паста (ACP) служит обычным выходом в этой проблеме и широко используется для крепления компонентов к алюминиевой основе RFID. Она наносится с лицевой стороны чипа, которой прижимается к антенне, используя тепло и давление. Однако, паста имеет свои трудности. Она обычно наносится шприцем, требуя продолжительного отверждения, имеет проблемы времени пригодности и более низкую электропроводность чем у обычных припоев. Кроме этого, она должна храниться при низких температурах в специальных холодильниках для контроля полимеризации эпоксида.

Рынок LED

С выходом Mina на рынок и большем знании людей о нём, появляются разговоры о применении в других отраслях и другие потенциальные пользователи. Одним из заметных рынков, имеющим преимущества от Mina, является быстро растущий рынок LED. Согласно прогнозу компании «Zion Market Research» рынок будет ежегодно прирастать на 13% в период с 2017 по 2022 год, с ожидаемым объёмом рынка в 54 млрд. долларов к 2022 году.

На рынке LED Mina может снизить затраты и улучшить характеристики. Основная задача для улучшения характеристик на рынке LED — поддержание LED более холодными. Единственный сегмент рынка LED — использование тонкого алюминия и менее дорогих материалов — имеет схожесть с целевым рынком RFID. В настоящее время базовые материалы охватывают диапазон от диэлектриков медь-РЕТ до — алюминий-РЕТ. Применение диэлектриков Al-PET аналогично присоединению к алюминию, используя проводящий эпоксид, как упомянуто ранее. Использование процесса Mina в этих приложениях, даёт прочное соединение металла с металлом, улучшая как электрические, так и теплообменные свойства (рисунок 2). Как результат, LED становится холоднее.

Рис. 2 Оксид алюминия как диэлектрик

Очень часто в этом сегменте рынка используется медь-РЕТ материал, когда проводимость эпоксида в сборке не обеспечивает необходимых характеристик. Mina позволяет адоптировать Al-PET материал, который может снизить стоимость базовых материалов на 80%. При использовании Mina может использоваться традиционный процесс пайки на печатных платах медь-РЕТ.

На рынке в сегменте мощных LED более часто используется толстая медь с полимерным диэлектриком. Этот диэлектрик обеспечивает тепловые характеристики. Внедрение Mina придало другой вариант для улучшения и рассмотрения характеристик LED. Компоновка LED обычно сформирована из корпуса, платы и теплообменника. Корпус LED состоит из двух выводов и отдельной тепловой площадки для мощных светодиодов. Обычная плат может быть заменена комбинацией Mina и аддитивного процесса ALD компании «Averatek». Анодированный слой алюминия теплопроводен, но — диэлектрик. Аддитивный процесс получения схемы обеспечивает получение медных проводников прямо на оксидированном алюминии или диэлектрическом слое. Процесса Mina может использоваться как для лужения выводов, электрически заземлённых, так и — для тепловых площадок прямо на алюминии. Это достигается маскированием скрепляемых областей при анодировании алюминия до получения медных проводников, а затем — обработка Mina тех предварительно замаскированных областей, позволяя паять алюминий. Это обеспечивает лучшую теплопередачу и значительное улучшение характеристик.

Процесс Mina разработан для работы в стандартной сеткографии, сушке и сборочном оборудовании. Это обеспечивает лёгкое внедрение без значительного вливания средств в капительное оборудование. Как новый процесс с преимуществами для двух рынков, напрашивается вопрос: какая отрасль будет следующей, открывшей Mina? Драйверы твёрдого диска? Контакты? Экранирование и кабели? Процесс Mina является превосходным примером инновации и разработки технологии для множества сегментов в быстроменяющейся электронной промышленности.

******************************

Компания «БалтМедиа Партнёр» помогает производителям электроники во внедрении и освоении на российском рынке эффективной техники и технологий ведущих разработчиков, поставляя, сопровождая и консультируя по составам обработки: обезжириванию, декапированию, травлению, активированию, химической металлизации и электролитическому меднению, финишным покрытиям, подготовке и нанесению защитных покрытий.

По возможному сотрудничеству следует использовать следующий контакт:

Санкт-Петербург, Таллиннское шоссе, д. 206

Электронная почта: office@bmptek.ru

Тел. +7 (921) 895−14−22

Управляющий проекта — Алексей Леонов