इलेक्ट्रॉनिक कंपोनेंट्स में कंडक्टिव पीईईके के अनुप्रयोग समाधान
I. कंडक्टिव पीईईके सामग्री का परिचय
पॉलीएथर एथर कीटोन (पीईईके) एक उच्च गुणवत्ता का थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर है जिसके अपूर्व यांत्रिक गुण, ऊष्मीय प्रतिरोधकता और रासायनिक स्थायित्व के लिए जाना जाता है। हालांकि, कच्चा पीईईके विद्युत अप्रतिरोधक है, जो कुछ इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में इसके उपयोग को सीमित करता है। कार्बन फाइबर, कार्बन नैनोट्यूब्स या धातु के चूर्ण जैसे कंडक्टिव भरणों को शामिल करके, कंडक्टिव पीईईके द्रव्यमिश्रणों को विकसित किया जा सकता है। ये सामग्रियां पीईईके के अधिकांश प्राकृतिक लाभों को बनाए रखती हैं और स्थायी विद्युत प्रवाहकता प्राप्त करती हैं, जो इलेक्ट्रॉनिक्स में उनकी उपयोगिता को महत्वपूर्ण रूप से विस्तृत करती है।
(ए) सामग्री विशेषताएं
विद्युत प्रवाहकता
सतह प्रतिरोधकता को भरण अनुकूलन के माध्यम से 10³-10¹¹ ओम/वर्ग के बीच निश्चित रूप से समायोजित किया जा सकता है, जो ESD सुरक्षा और EMI शील्डिंग की आवश्यकताओं को पूरा करता है।
उदाहरण: सेमीकंडक्टर निर्माण सामग्री में, कम सतह प्रतिरोधकता (＜10⁶ ओम/वर्ग) त्वरित स्टैटिक विसर्जन की अनुमति देती है, संवेदनशील माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स की सुरक्षा के लिए।
यांत्रिक प्रदर्शन
उच्च तनाव (टेन्सिल: 80-130 MPa; फ्लेक्शरल: 120-200 MPa) का समर्थन करता है, जो धातुओं के बराबर है।
कम घर्षण गुणांक (0.1-0.3) सुनिश्चित करता है कि स्लाइडिंग कंपोनेंट्स जैसे कनेक्टर्स और गियर्स में स्थायित्व हो।
ऊष्मीय गुण
प्राथमिक अवस्थांतरण तापमान (Tg): 143°C; गलनांक: 343°C।
250°C पर स्थायी प्रदर्शन, हीट सिंक्स और उच्च-तापमान आवरण के लिए आदर्श।
रासायनिक प्रतिरोधकता
अम्ल, क्षार और यौगिक सॉल्वेंट्स का प्रतिरोध करता है, रासायनिक प्रसंस्करण सामग्री और कठोर पर्यावरणों के लिए उपयुक्त।
(बी) तुलनात्मक लाभ
धातुओं के मुकाबले
वजन: घनत्व 1.3-1.6 g/cm³ (एल्युमिनियम की तुलना में 50% हल्का; स्टील की तुलना में 20%)।
डिज़ाइन लचीलापन: इंजेक्शन मॉल्डिंग/3D प्रिंटिंग के माध्यम से सम्मिश्र ज्यामितियों की अनुमति देता है।
कॉस्ट-एफिशियेंसी: तांबे की तुलना में पैमाने पर 30-40% कम उत्पादन लागत।
सामान्य प्लास्टिक्स की तुलना में
प्रवाहकता: ESD/EMI समस्याओं को हल करता है, जो विद्युत अप्रतिरोधक पॉलिमर्स में अनुपस्थित हैं।
प्रदर्शन: POM/PA की तुलना में 3-5× उच्च हीट डिफ्लेक्शन तापमान।
II. अनुप्रयोग क्षेत्र और मामले का अध्ययन
(ए) सेमीकंडक्टर निर्माण कंपोनेंट्स
वाफर कैरियर्स
कंडक्टिव पीईईके कैरियर्स वाफर स्थानांकन सटीकता में 20% सुधार करते हैं और उत्पादकता में 10% वृद्धि करते हैं, विद्युत-अप्रतिरोधक गुणों के माध्यम से।
इलेक्ट्रोस्टैटिक चक्क
प्लाज्मा ईटिंग परिवेश में एल्युमिना की तुलना में 50% लंबी सेवा जीवन।
गैस डिलीवरी पाइप्स
CVD प्रणालियों में गैस रिसाव को 80% कम करते हैं, क्योंकि रासायनिक निष्क्रियता के कारण।
(बी) इलेक्ट्रॉनिक कनेक्टर्स
हाई-स्पीड डेटा कनेक्टर्स
5G बेस स्टेशन में 10 Gbps ट्रांसमिशन की प्राप्ति करता है, ＜5% सिग्नल लॉस के साथ।
माइक्रो-कनेक्टर्स
वearable उपकरणों में 30% उच्च सिग्नल घनत्व और 2× लंबी मेटिंग साइकल्स।
(सी) पीसीबी कंपोनेंट्स
पीसीबी सबस्ट्रेट्स
स्टेबल डायएलेक्ट्रिक कॉन्स्टेंट (ε=3.2@1GHz) के माध्यम से सर्वरों में डेटा प्रोसेसिंग स्पीड में 15% वृद्धि।
थर्मल मैनेजमेंट
3D प्रिंटेड पीईईके हीट सिंक का उपयोग करते हुए लैपटॉप में CPU तापमान को 8°C कम करता है।
(डी) सेंसर कंपोनेंट्स
ईएमआई-शील्डिंग हाउसिंग्स
इंडस्ट्रियल आईओटी सेंसर्स में मापन त्रुटि को 30% कम करता है।
सेंसर इलेक्ट्रोड्स
स्टेनलेस स्टील इलेक्ट्रोड्स की तुलना में 10% उच्च दबाव प्रतिबंध सटीकता।
III. निर्माण प्रक्रियाएं
(ए) इंजेक्शन मॉल्डिंग
पैरामीटर्स: 360-400°C मेल्ट तापमान; 80-150 MPa दबाव
अनुप्रयोग: प्रसिद्ध कनेक्टर्स (±0.05mm सहनशीलता)
(बी) एक्सट्रुशन
आउटपुट: पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए 15% अधिक कुशल हीट सिंक फिन्स
(सी) 3D प्रिंटिंग
एफडीएम: 380-420°C नोजल तापमान; 0.1-0.3mm परत ऊंचाई
केस: बायोनिक पोरस रेडिएटर्स को शीतलन में 30% सुधार करते हैं
IV. गुणवत्ता नियंत्रण
(ए) विद्युत परीक्षण
सतह प्रतिरोधकता: चार-बिंदु प्रोब मेथड (＜10⁹ ओम/वर्ग ESD के लिए)
आयतन प्रतिरोधकता: ASTM D257 (＜10⁶ ओम·सेमी EMI शील्डिंग के लिए)
(बी) यांत्रिक परीक्षण
टेन्सिल स्ट्रेंथ: ＞80 MPa (ISO 527)
फ्लेक्शरल स्ट्रेंथ: ＞120 MPa (ISO 178)
(सी) ऊष्मीय विश्लेषण
टीजीए: प्रारंभिक विघटन ＞300°C
डीएससी: Tg=143°C; Tm=343°C
(डी) आयामी जांच
निर्देशांक मापन मशीन (सीएमएम): ±0.01mm वाफर हैंडलर्स के लिए
V. निष्कर्ष
कंडक्टिव पीईईके इलेक्ट्रॉनिक कंपोनेंट डिज़ाइन को अपने अद्वितीय समन्वय के माध्यम से क्रांति कर रहा है जो धातु की प्रवाहकता और पॉलिमर प्रक्रियाशीलता के साथ है। सेमीकंडक्टर टूल्स से 5G इंफ्रास्ट्रक्चर तक, इसकी क्षमता हल्के, सम्मिश्र और विश्वसनीय समाधान प्रदान करने के माध्यम से इसे अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए कोनस्टोन मैटेर