National Research and InstitFlexible Electronics Research Center[연구 센터 이사 Kamata Toshihide] 하이브리드 IoT 장치 팀 Uemura Sei, 연구팀 Watanabe Yuichi, 연구원,화학 공정 연구 부서[Hamagawa Satoshi의 연구 부서 최고] NiShioka Masateru, Micro Chemistry Group의 최고 연구원, Nakamura Koshi, 기능 재료 처리 그룹의 수석 연구원, 기능성 재료 처리 그룹, Nakamura Koshi, Ultra-Thin 폴리 에틸렌 테레프 탈라데스 (PET)의 수석 연구원 (PET)elastomer구현우리는 전자 레인지 선택적 가열로 달성 할 수있는 단기 솔더 용융 기술을 개발했습니다
저열 저항 보드에 전자 부품을 장착 할 때 기존의 솔더 가열 방법이 긴 가열이 필요합니다기질 변형| 발생합니다 이번에는 스파크 (배출)없이 도체를 가열하기 위해 자기장을 평면 모양에 집중시킬 수있는 마이크로파 조사 기술을 개발했으며, 전자 레인지를 온라인 바카라하여 땜납 조인트를 선택적으로 가열하는 기술을 개발했습니다 솔더 용융은 3 초 이내에 완료되며, 기존 보드 변형의 1/20이있는 저열 보드에 장치를 장착 할 수 있습니다 이번에 개발 된 기술은 직물의 센서 및 탄성 재료와 같은 IoT 장치를 구현하는 기본 기술 중 하나이므로 착용 할 때 불편하지 않습니다웨어러블 장치9043_9116
이 기술의 세부 사항은 "Printeable Electronics 2018"전시회에서 2 월 14 일부터 16 일까지 Tokyo Big Sight (Koto-Ku)에서 열릴 예정입니다
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| 이번에 개발 된 기술을 온라인 바카라한 유연한 온도 및 습도 센서 어레이 (왼쪽) 및 장착 섹션 (오른쪽)의 확대 |
IoT 사회에서는 다양한 "사물"이 인터넷에 연결될 것으로 가정합니다 이를 달성하기 위해 전자 장치를 설치하기가 어려운 것으로 간주 된 곡선 표면과 같은 3 차원 구조 및 모양이 변경된 구조물에 장치를 장착해야하므로 유연한 유연한 보드 또는 신축성 스트레칭 보드에 장치를 장착하기위한 유연한 신축성 하이브리드 장착 기술을 개발해야합니다
납땜을 온라인 바카라한 기존의 장치 장착 방법은 다재다능하며 접착 강도 및 전기 특성은 신뢰할 수 있습니다 그러나, 산업용 납땜 장착은 약 300 초 동안 단기간 동안 170 ° C 이상의 가열 공정이 필요하며, 이는 기질로서의 내열성이 낮은 플라스틱 및 엘라스토머와 같은 재료를 온라인 바카라할 수없는 문제로 이어집니다 또한,전도성 접착제를 온라인 바카라하여 저온 장착 기술의 개발 그리고 다른 그러한 것이 진행 중이며, 접착력 강도와 전기적 특성은 신뢰할 수 없으며 실제적으로 많은 도전이 있습니다 따라서, 유연한 장치와 신축성 장치를 조기에 퍼뜨리려면, 열의 영향을 최소화하기 위해 단기간에 저열 기판에 납땜을 장착 할 수있는 기술이 필요했습니다
AIST Flexible Electronics Research Center는 인쇄로 메모리를 제공합니다RF 태그,신축성 압력 센서2015/25,AIST : 내장 구부릴 수있는 바카라 꽁 머니가있는 야구) AIST의 화학 공정 연구 부서는 또한 마이크로파 가열 (Aisotech Press 발표 2010 년 2 월 15 일)
이번에는 전자 레인지 난방 기술의 선택적 가열 및 단기 가열 특성을 온라인 바카라하여 단기간에 솔더를 녹이는 장착 공정 기술을 개발하고 있습니다
전자 레인지 난방은 다양한 물체의 가열 및 건조 장치에 온라인 바카라되었으며 유망한 기술로 주목을 받고 있습니다 그러나 전자 레인지의 일반적인 형태는 다음과 같습니다마이크로파 조사 방법 (멀티 모드)를 온라인 바카라하여 가열하여 장치가 기판에 납땜 될 때, 전극과 같은 금속으로부터 스파크가 생성되어 전극의 파손 및 기판의 연소를 유발할 수있다 전자기파 인 전자 레인지의 전기장 성분이 전극 근처에 집중되어 있기 때문입니다 따라서 오늘날 우리가 개발 한 기술은 전자 레인지를 온라인 바카라하여 금속 상자 안에 지정되는 것입니다표준 웨이브단일 모드전기 및 자기장 성분의 위치와 에너지 강도는 마이크로파 조사 기술을 온라인 바카라하여 고정되었습니다 원통형 유형캐비티 공진기TM11011550_11722리플 로우 퍼니스솔더 용융 과정의 효과를 보드에 대한 효과와 IC 칩 손상을 조사하기 위해 생산되었습니다
결과적으로, 전기장 구성 요소가 혼합 된 마이크로파 가열에서 정상적으로 보이는 스파크를 생성하지 않고 금속을 가열 할 수 있으며, 솔더 부품은 마이크로파 리플 로우 용광로에서 선택적으로 가열되어 솔더를 녹일 수 있습니다 (그림 2) 또한, 센서 칩, 커패시터, 저항기 등은 실온과 정상 압력 대기에서 3 초 이내에 납땜 될 수 있습니다 전형적인 반사 과정에서 전체 기판이 가열되고 온도 상승, 예열, 주 가열 및 냉각 등 4 개의 온도 영역이 필요하며 공정은 완료하는 데 약 300 초가 걸리지 만 마이크로파 가열에서는 작은 영역의 선택적 가열이 가능하므로 공정을 짧은 시간 내에 완료 할 수 있습니다 이 국소화되고 선택적, 단기 가열 공정은 저열 저항성 기판의 변형이 거의 무시할 수있게했다
열 내성 온도가 120 ° C 인 PET 기판에 정상 리플 로우 공정이 적용되면 02%의 왜곡이 발생하고, 10 cm의 기판이 온라인 바카라될 때 200 μm의 최대 편차가 발생합니다 200 μm는 센서 칩에 대한 배선 너비와 거의 같은 폭이므로 설계와 배선 사이의 위치 관계가 완전히 이동되어 온라인 바카라할 수 없습니다 그러나, 솔더를 마이크로파 리플 로우 용광로에 장착 할 때 변형률을 비교할 때, 우리는 이번에 오븐 가열 방법으로 개발했으며 전자 레인지 가열 방법으로 변형량을 1/20으로 개선했습니다 편차는 10cm 기판에서 최대 10 μm로 감소 될 수 있으며, 100 μm의 간격으로 배선에 거의 영향을 미치지 않았다 전자 레인지 가열을 온라인 바카라하여 개발 된 솔더 장착 기술은 전자 부품을 유연한 보드에 장착 할 수있는 유연한 하이브리드 장착 기술이라고 할 수 있습니다
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| 그림 1 솔더 장착 공정 (왼쪽) 및 공진기 내의 전기 및 자기장 분포를위한 개발 된 마이크로파 조사 장치의 개요 (오른쪽) |
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| 그림 2 전자 레인지 조사 전후의 PET 기판에 대한 솔더의 사진 및 그 과정 조건 |
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| 그림 3 온도 및 습도 센서 어레이가 PET에 장착 |
이번에 개발 된 기술을 온라인 바카라하여 구현 된 센서 어레이는 배선 섹션에서 스트레칭을 가능하게하여 센서를 다양한 모양으로 장착 할 수 있습니다 센서는 다양한 모양을 위해 배열에 설치할 수 있으므로 센서 출력에 대한 매핑 정보를 얻을 수 있으며, AI의 AI 처리로 이어지고, 즐거움을 예측하고 불쾌한 상태를 예측하고 감정을 시각화하는 등의 인간 민감도 데이터를 만들기 위해 센서 기술의 개발을 지원하는 기술로 예상됩니다
이번에 개발 된 기술은 센서, IC 칩과 같은 다양한 전자 구성 요소를 유연한 신축성 보드에 납땜하고 장착 할 수있는 저온의 단기간 장착 프로세스 기초 기술로 설립 될 것입니다 이 기술을 온라인 바카라하여 스트레치 가능한 센서, 데이터 분석 칩, 무선 회로 등을위한 구동 회로를 구현하여 이전에 수집하지 않은 유용한 정보를 수집 할 수있는 스트레치 가능한 장치를 실현하고 전파하는 것을 목표로합니다
향후, 우리는 센서 자체를 신축성있게 만드는 모든 스트레치 가능한 장치 기술을 개발할 것이지만, 이번에 개발 된 유연한 하이브리드 센서를 온라인 바카라하여 새 센서의 수정 데이터를 비교하고 얻을 수 있습니다