Фотонное отверждение

В этой статье есть несколько проблем. Помогите улучшить ее или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения ) Один из основных авторов этой статьи, по-видимому, тесно связан с ее темой.Может потребоваться очистка для соответствия политике Википедии в отношении контента, в частности нейтральной точки зрения . Пожалуйста, обсудите это подробнее на странице обсуждения . ( октябрь 2018 г. )( Узнайте, как и когда удалить это сообщение ) Эта статья может чрезмерно полагаться на источники, слишком тесно связанные с темой , что потенциально делает статью не поддающейся проверке и нейтральной .Пожалуйста, помогите улучшить его, заменив их более подходящими ссылками на надежные, независимые сторонние источники . ( октябрь 2018 г. )( Узнайте, как и когда удалить это сообщение ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение )

Фотонное отверждение — это высокотемпературная термическая обработка тонкой пленки с использованием импульсного света от лампы-вспышки . ^[1] Когда эта переходная обработка выполняется на низкотемпературной подложке, такой как пластик или бумага, можно достичь значительно более высокой температуры, чем подложка ^[2] может обычно выдерживать при равновесном источнике нагрева, таком как печь . ^{[1] [3]} Поскольку скорость большинства процессов термического отверждения (сушка, спекание , реакция, отжиг и т. д.) обычно экспоненциально увеличивается с температурой (т. е. они подчиняются уравнению Аррениуса ), этот процесс позволяет материалам отверждаться гораздо быстрее, чем в печи. ^{[3] [4]}

Это стало преобразующим процессом, используемым в производстве печатной электроники, поскольку он позволяет заменить традиционные стеклянные или керамические подложки недорогими и гибкими. Кроме того, более высокая температура обработки, обеспечиваемая фотонным отверждением, сокращает время обработки экспоненциально, часто с минут до миллисекунд, что увеличивает производительность, сохраняя при этом небольшую площадь, занимаемую машиной.

Фотонное отверждение в первую очередь основано на лучистом переносе тепла от лампы к интересующему объекту в течение времени, когда импульсная лампа включена, обычно между 100 мкс и 100 мс. После того, как лучистое тепло падает на этот объект, теплопроводность через объект и конвективные потери в атмосферу, контактирующую с материалом, будут происходить до тех пор, пока объект не приблизится к тепловому равновесию . Из-за интенсивности и короткой продолжительности импульса импульсной лампы в интересующем объекте могут возникать экстремальные температурные градиенты . Эти экстремальные градиенты могут быть полезны при воздействии высоких температур только на определенные части объекта.

Для большинства применений фотонного отверждения проектировщики рассматривают многослойную стопку материалов. Целью проектирования профиля отверждения является достижение достаточной температуры для спекания и металлизации верхнего слоя или отпечатка, избегая при этом превышения температуры стеклования , температуры плавления или температуры вспышки нижних слоев. Переходный тепловой процесс рассеивания тепла, передаваемого лампой-вспышкой, зависит, опять же, от конвективных тепловых потерь из верхних и нижних слоев интересующего материала и от толщины каждого слоя. Для толстых слоев или слоев с низкой теплопроводностью тепло может рассеиваться до того, как температура нижних слоев в стопке превысит температуру стеклования или плавления. Это ключевая особенность фотонного отверждения, которая позволяет отверждать металлы и проводящие чернила и пасту на низкотемпературных материалах.

Фотонное отверждение используется в качестве метода термической обработки в производстве печатной электроники , поскольку оно позволяет заменить стеклянные или керамические материалы подложки недорогими и гибкими материалами подложки, такими как полимеры или бумага. Эффект можно продемонстрировать с помощью обычной вспышки камеры. ^[5] Промышленные системы фотонного отверждения обычно охлаждаются водой и имеют элементы управления и характеристики, аналогичные промышленным лазерам . Частота импульсов может быть достаточно высокой, чтобы обеспечить отверждение на лету со скоростью более 100 м/мин, что делает его подходящим в качестве процесса отверждения для рулонной обработки . Скорость обработки материала может превышать 1 м ² /с. ^{[3] [6]}

Растущая сложность современной печатной электроники для клиентских приложений требует высокопроизводительного производства и улучшенной функции устройства. Функциональность печатной электроники критически важна, поскольку клиенты требуют большего от каждого устройства. В каждом устройстве проектируется несколько слоев, что требует все более универсальных методов обработки. Фотонное отверждение уникально подходит для дополнения потребностей в обработке при производстве современной печатной электроники, обеспечивая быстрый, надежный и преобразующий этап обработки. Фотонное отверждение позволяет снизить бюджет термической обработки с текущими материалами и может обеспечить путь для внедрения более современных материалов и функциональности в будущую печатную электронику.

Фотонное отверждение похоже на импульсную термическую обработку, разработанную в Национальной лаборатории Оук-Ридж , в которой используется плазменная дуговая лампа. В случае фотонного отверждения мощность излучения выше, а длительность импульса короче. Общее воздействие излучения на импульс меньше при фотонном отверждении, но частота импульсов намного выше. ^[7]