カーボン導電性PCB

カーボンインクプリント基板とは何ですか?

カーボン導電性 PCB とも呼ばれるカーボン インク PCB は、銅パッド上にカーボン インクが塗布された回路基板で、無電解ニッケル浸漬金 (ENIG) や熱風はんだレベリング – 鉛フリー (HASL) などのより一般的なはんだめっきの一部を置き換えます。

カーボンは、PCB 基板上の 2 つのトレースを接続する導体として機能し、トレース間またはトレースとコンポーネントの間の抵抗器として機能します。カーボンインク PCB 製造における重要な要素は、印刷、ベーキング、抵抗制御を制御することです。カーボン インクは、フレキシブル回路、リジッドフレックス ボード、ポリイミド、ポリエステル、FR-4、FR-5、PTFE ラミネートなどのリジッド PCB に印刷できます。カーボンインクは、100μm のトレース幅と間隔の解像度を提供できます。

現在、PCB 基板の生産コストに対する市場の要求は繰り返し低下しており、現在の高価なゴールド キーの代わりにカーボン オイル キーを使用することが一般的な傾向となっています。カーボンオイル基板は、シングルおよびダブル PCB の比較的一般的な表面処理方法です。一連の検査、テスト、エージングテスト、その他の技術プロセスを通じて、PCB は長期間にわたって確実に動作することができます。

カーボンインクプリント基板の一般的な用途

カーボンインク PCB は、以下の用途に使用されるプリント基板に広く使用されています。:

• RF シールド

• キーパッド

• キーボード

• リモコン

• 自動車

• 産業用エンジン制御

• 溶接設備
  

カーボン インク PCB が特に得意とする分野の 1 つは、テレビのリモコンやガレージ ドア コントローラーなどで一般的に見られるゴム製キーパッドの応用です。典型的な導電性ゴム製キーパッドでは、スイッチ センターの周囲に角度の付いたウェビングを作成する必要があります。スイッチを押すとウェビングが変形し、触覚的な反応を生み出します。スイッチに圧力がかからなくなるとすぐに、ウェビングは中立位置に戻ります。

カーボンタクタイルキーは、スイッチセンターのベースにカーボン錠剤が配置されているため、電子スイッチを作成するときに役立ちます。テレビのリモコンを分解した (または壊した) ことがある方は、プリント基板上の、押していた各ゴムの下に、ほんの少しだけ押すことができる小さな円形の点があることに気づくかもしれません。このカーボン触覚キーは、ウェブが押されると PCB に接触します。これは、耐久性とコスト効率の両方を備えた、かなりシンプルで独創的なソリューションです。

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• カーボンオイルの成分
  

  カーボンオイルは主に合成樹脂、硬化剤、カーボン粉末から構成されています。

  合成樹脂は接着の役割（キャリアに相当）を果たします。

  硬化剤は硬化する役割を果たします。

  カーボン粉末は導電性の役割を果たします（グラファイト粉末を追加することもできますが、コストがかかります）。

  一部のサプライヤーは、より低い抵抗とより高い導電性を得るために、カーボンオイルに少量の銀オイルを添加しています。

• カーボンインクの耐久性
  
  カーボンオイルの抵抗は一般的に二乗抵抗で表されます。平方センチメートルあたりのオーム (Ω/cm²) を使用するものと、平方センチメートルあたりのオーム (Ω/□) を使用するものがあります。現在、ほとんどのサプライヤーはΩ/□の使用に同意しています。
  角形抵抗とは、正方形のカーボン膜の反対側の抵抗値を指し、カーボンオイルの厚さと組成に関係します。 （以下の図から分析できます）。
  オームの法則によると:
  R=ρ*L/S (R=二乗抵抗、ρ=比抵抗、L=カーボンオイルの長さ、S=側面積=厚さ*幅=r*m)なので R=ρ*L/r*m（L=mの場合）なので R=ρ*r
  上式より、表面インピーダンスをL=W（縦横が等しい場合は任意の□）とした場合、「Ω/□」で表せることがわかります。ただし、「Ω/□」の値がどの程度の厚さであるかを記載する必要があります。一般に、サプライヤーは 15um または 25um で ≤ 30Ω/□ と表示します。
• カーボンオイルの抵抗制御
  
  カーボンオイルの耐久性は、その組成と厚さにのみ関係します。したがって、満足のいく抵抗要件を得るには、3 つの側面に従う必要があります。
  プロセス要件を満たす適度な角形抵抗カーボンオイル。
  印刷後は適度な厚さ (0.01 ～ 0.025mm) が得られます。
  本焼き（オーブン：150℃～170℃、30～60分、赤外線オーブン：150℃、15分）。
  実際の動作プロセスでは、温度が高く、時間が長く、二乗抵抗が低くなります。基材に影響を与えずに、適切な温度と時間を選択することが重要です。

  
  

カーボンインク基板の特徴と用途

カーボンインクは強力な付着力、耐剥離性、耐摩耗性があり、100万回以上に達し、抵抗変化率は10%以下です。導電性ペーストの二乗抵抗は他の金属に比べて比較的大きくなります。現在のカーボン オイル ボードの角形抵抗は一般に 20 オーム以下に制御できますが、コストは低く、高性能のコスト比が高くなります。導電性ペーストは、電子部品のパッケージング、電極、および電子部品の相互接続にとって重要な材料です。主に焼き付け型導電性ペーストと硬化型導電性接着剤（導電性インク）の2種類があります。

カーボンインクボード使用:

カーボンオイルボードは主にフィルム回路、携帯電話ソフト回路、医療機器、通信機器、自動車エレクトロニクス、スマートラベルRFID、その他多くの産業で使用されています。回路基板業界では、主に電卓やリモコンに使用されます。銅メッキ穴、銀スラリー穴充填、銅スラリー穴充填プロセスを置き換えることができます。環境保護とカーボンスラリーによる穴充填の低コストは、回路基板開発の主流の傾向です。現在、Microsoft は電源基板にカーボン オイル充填穴を使用しており、これにより 2 層基板を銅メッキの穴に完全に置き換えることができます。