Tampal elektronik ialah istilah umum untuk pes-seperti atau bahan elektronik cecair. Ia biasanya digunakan melalui percetakan skrin, percetakan inkjet, salutan, pencetakan pad atau percetakan 3D. Pes diendapkan pada substrat seperti seramik, kaca, filem polimer, wafer silikon, atau tapak logam. Selepas pensinteran atau pengawetan, ia membentuk filem atau corak berfungsi.
Ia digunakan secara meluas dalam litar filem tebal, MLCC, induktor cip berbilang lapisan, sel fotovoltaik, pembungkusan semikonduktor, peranti paparan dan penderia. Tampalan membawa pelbagai peranan seperti kekonduksian, pelarasan rintangan, dielektrik, perlindungan dan pengaliran telus.
Pada pandangan pertama, pes elektronik kelihatan seperti jisim melekit. Pada dasarnya, ia adalah sistem komposit berbilang fasa. Ia biasanya terdiri daripada serbuk berfungsi, pengikat, dan pembawa organik.
Dalam kebanyakan pes filem tebal, sistem ini secara khusus merangkumi serbuk berfungsi, serbuk kaca dan pembawa organik. Serbuk berfungsi menentukan prestasi elektrik. Serbuk kaca memberikan kestabilan dan lekatan struktur. Pembawa organik memastikan kebolehsuaian proses. Ketiga-tiga komponen itu berbeza dalam peranan namun saling bergantung. Bersama-sama, mereka menentukan prestasi akhir pes.
Dalam sesetengah kes khas, serbuk kaca mungkin tiada. Sebaliknya, resin atau logam pensinteran sendiri digunakan sebagai komponen struktur.
Serbuk Fungsional – Teras Yang Mentakrifkan Fungsi
Dalam tampal elektronik, peranan serbuk berfungsi adalah untuk menyediakan sifat elektrik. Jenis serbuk secara langsung menentukan fungsi tampal dalam peranti. Ia mentakrifkan sama ada tampal mengalir, menentang, menebat, atau menghantar cahaya semasa mengalir.
- Tampal konduktif: Logam seperti perak (Ag), kuprum (Cu), nikel (Ni), atau kuprum bersalut perak. Mereka membentuk laluan konduktif dan berfungsi sebagai elektrod.
- Tampal rintangan: Serbuk oksida seperti rutenium oksida (RuO₂) atau rhodium oksida (RhO₂). Mereka menyediakan rintangan terkawal.
- Pes dielektrik: Serbuk seperti barium titanat (BaTiO₃) atau barium strontium titanate (BST). Mereka memastikan penebat dan penyimpanan caj.
- Tampal konduktif lutsinar: ITO (indium tin oksida), wayar nano perak, atau graphene. Mereka membenarkan pengaliran elektrik sambil mengekalkan penghantaran cahaya.
Serbuk Kaca – “Pengikat” dan “Pengawal Selia Struktur”
Dalam formula tampal, serbuk kaca bukanlah bintang tetapi memainkan peranan yang menentukan. Semasa pensinteran, ia melembut dan mengalir. Ia akhirnya pepejal dengan substrat dan serbuk. Serbuk kaca berfungsi sebagai pengikat dan pengawal selia struktur.
Peranan utamanya termasuk:
- Lekatan: Kaca melembut pada suhu tinggi dan mengikat logam atau oksida kepada substrat seramik, kaca atau silikon. Tanpanya, elektrod mungkin terkelupas.
- Ketumpatan: Alirannya memenuhi lompang antara zarah. Ini meningkatkan ketumpatan filem dan meningkatkan kestabilan elektrik.
- Pemadanan pengembangan terma: Melaraskan komposisi kaca menjadikan pekali pengembangannya lebih dekat dengan substrat. Ini mengurangkan tekanan dan mengelakkan keretakan atau meledingkan.
Serbuk berfungsi mentakrifkan sifat elektrik. Serbuk kaca memastikan sifat ini kekal stabil dan tahan lama.
Nota: Tampal konduktif lutsinar yang digunakan pada substrat kaca, PET atau PI selalunya bergantung pada polimer seperti epoksi, akrilik atau PU sebagai pengikat. Mereka menyembuhkan pada suhu rendah atau bahkan bilik tanpa serbuk kaca.
Sistem kaca utama dalam pes elektronik
| Jenis Kaca | Sistem Perwakilan | Titik Lembut Kaca (°C) | kimia Kestabilan | Pekali Pengembangan Terma (10°C-1) | Kelebihan | Keburukan |
| Kaca plumbum | Pb0-Si0,、Pb0-B,0:-Si0.PbO-Zn0-B,0:-Si0,等 | 350-600 | Kestabilan yang baik | 70-120 | Rintangan tinggi, kehilangan dielektrik rendah, suhu lembut yang rendah, dan kestabilan kimia yang baik. | Seramik AIN yang mudah teroksida menimbulkan risiko besar kepada manusia dan alam sekitar. |
| Kaca bismutat | Bi,0;-B,0,-Si0₂、BizO:-B₂0:-BaOBi,0:-Zn0-Si0.Bi,0:-B,0:-Zn0.BizO:-Si0z-Sb,Os等 | 350-500 | Kestabilan yang baik | 90-150 | Bismut oksida yang tinggi, serupa dengan kaca plumbum, mempunyai suhu lembut yang rendah dan kestabilan kimia yang baik. | Seramik AIN yang mudah teroksida adalah mahal, terdedah kepada pemendakan bismut, dan mempunyai rintangan asid yang lemah. |
| Kaca borat | Ba0-B,0:-Si0?Ca0-B,0:-Si0,-Ba0.Si0,-B,0;-AlO;-RO 等 | 300-600 | Tidak begitu stabil | 90-150 | Takat lebur rendah hanya boleh dicapai dengan menambahkan logam alkali, kaca logam alkali tanah atau ion logam berat. | Mereka tidak stabil secara kimia, umumnya mempunyai pekali pengembangan haba yang tinggi, dan terdedah kepada pemisahan fasa. |
| Kaca zink | Zn0-B,0;-Si0.Zn0-Ba0-B,0:Zn0-B,0:-Al0:-Si0,等 | 450-600 | Kestabilan yang baik | 60-90 | Mereka menawarkan sifat kimia yang stabil, pekali pengembangan haba yang rendah, kekuatan ikatan yang tinggi, dan takat lebur yang rendah. | Mereka juga mempunyai kebolehpaterian yang lemah dan sifat fluks suhu tinggi yang lemah. |
Pembawa Organik – Kunci Kawalan Proses
Pembawa organik ialah campuran pelarut (65–98% mengikut berat), pemekat, agen thixotropic, surfaktan dan pengubah aliran. Sekurang-kurangnya, ia mengandungi pelarut dan pemekat organik. Pelarut biasa termasuk dietilena glikol eter asetat, tributil sitrat, dan dibutil ftalat.
Walaupun pembawa tidak menyumbang kepada fungsi elektrik, mereka mengawal kebolehprosesan. Mereka mentakrifkan reologi dan lekatan awal pada substrat.
Trend terkini adalah ke arah pembawa sisa rendah, bau rendah dan mesra alam. Sesetengah produk juga menggunakan sistem koloid berasaskan air atau bukan organik untuk memenuhi keperluan pembuatan hijau.
Kesimpulan
Serbuk berfungsi memberikan pes elektronik sifat elektriknya. Serbuk kaca melindungi sifat-sifat ini dalam bentuk yang stabil dan tahan lama. Pembawa organik memastikan kebolehprosesan semasa fabrikasi. Ketiga-tiga bahagian itu jelas dibahagikan dalam fungsi tetapi saling bergantung. Bersama-sama, mereka membentuk sistem berbilang fasa yang seimbang.