Флексирамика — новый материал для печатных плат

Инновации
автор: Андрей Васильков  02 февраля 2016

Нидерландский стартап Eurekite представил новый материал с уникальными свойствами. Он получил название «флексирамика», поскольку обладает многими характеристиками керамики, но при этом остаётся гибким. Лист флексирамики похож на прочную ткань, которая легко сминается и скручивается, но не горит и не рвётся.

Новый материал, как это часто бывает, был создан случайно. Команда исследователей из университета Твенте (Энсхед, Нидерланды) работала над другим проектом, а полученную гибкую субстанцию поначалу сочла браком. Один из аспирантов обратил внимание на тот факт, что фрагменты нового вещества не горят, хотя по структуре напоминают ткань или бумагу. Они не воспламеняются и не плавятся ни при каких достижимых в быту температурах.

Флексирамика - гибкая керамика (фото: Andrii Degeler).

Флексирамика — гибкая керамика (фото: Andrii Degeler).

В лаборатории модифицировали турбо-зажигалку, которую часто используют ювелиры для плавления небольших количеств золота и серебра. Лист нового вещества находился в пламени с температурой 1200 °С около суток и практически не изменился. Для дальнейшего изучения была создана компания Eurekite, которая займётся выяснением физико-химических свойств полученного материала и его коммерческим потенциалом.

Предварительно флексирамика может стать перспективной основой для изготовления гибких печатных плат, особенно в электронных устройствах промышленного, военного и аэрокосмического назначения. Теоретически такие PCB будут сочетать в себе гибкость, прочность и легкий вес с исключительной термостойкостью и высокими диэлектрическими свойствами керамики.

Сейчас изготовление листа флексирамики площадью 10 см2 обходится чуть дешевле одного евро. При массовом производстве себестоимость флексирамики будет сопоставимой с таковой у текстолита, или даже более выгодной.

Образцы простейших электронных схем на подложке из флексирамики (фото: eurekite.com).

Образцы простейших электронных схем на подложке из флексирамики (фото: eurekite.com).

Материалы по типу «гибкой керамики» разрабатываются давно и под разными патентованными названиями уже есть у многих компаний. Однако в Eurekite утверждают, что пока только их «флексирамика» может оставаться достаточно гибкой при относительно большой толщине. Современные печатные платы имеют слоёную структуру, а флексирамику как раз легко создавать в виде тонких листков заданной толщины – от нескольких микрометров до миллиметра и более.

Основной патент на флексирамику уже оформлен. В ближайшее время Eurekite подаст ещё несколько заявок, описывающих детали получения и производства. Пока у разработчиков трудные времена. Им необходимо завершить реорганизацию из университетской группы в учредителей и сотрудников фирмы, а затем привлечь инвесторов к пока ещё сырому продукту.

С юридической стороны тоже не всё гладко: флексирамика появилась в стенах университетской лаборатории, поэтому правовые вопросы ещё только предстоит урегулировать. С 2015 года Eurekite арендует офис в том же университете, а основатель стартапа признаёт, что до сих пор не готов к роли CEO и ищет поддержки.

CEO Eurekite Жерар Кадафалк (фото: arstechnica.com).

CEO Eurekite Жерар Кадафалк (фото: arstechnica.com).

Жерар Кадафалк Газкез (Gerard Cadafalch Gazquez) приехал в Нидерланды из Барселоны в 2010 году, чтобы получить учёную степень PhD. Именно в ходе выполнения кандидатской работы и была случайно получена флексирамика.

«Управлять компанией – новая для меня задача. Она в корне отличается от кураторства над группой студентов. Мне предстоит освоить менеджмент, работу с инвесторами, бизнес-коммуникации и многое другое», – комментирует Жерар Кадафалк изданию Ars Technica.

Поделиться
Поделиться
Tweet
Google
 
Читайте также
НАСА исследует рекордно холодный квантовый газ в условиях микрогравитации на МКС.
НАСА исследует рекордно холодный квантовый газ в условиях микрогравитации на МКС.
676
Pd.id — персональный идентификатор отравленных напитков
Pd.id — персональный идентификатор отравленных напитков
NeverWet — универсальный сверхгидрофобный спрей
NeverWet — универсальный сверхгидрофобный спрей
  • Бумбараш

    Проводник на такой керамике должен быть растяжимым. Иначе порвется при изгибе.

    • AlexHa

      Смотря насколько гнуть. Медь растягивается.

      • Бумбараш

        Если не сильно (по большому радиусу) и нечасто — и гетинакс сойдет.

        • AlexHa

          Гетинакс 1200 градусов не держит.

          • Vladimir Tinukov

            Припой 1200 градусов тоже не держит. Так что для печатных плат имеет смысл только гибкость нового материала.

          • AlexHa

            Паять не обязательно, можно например приваривать точечной сваркой. Или вести монтаж накруткой. И припои бывают, например, серебряные, с повышенной температурой плавления.

          • Vladimir Tinukov

            Существует ещё десяток способов соединения проводников и технических огнеупорных решений. Но вся соль нового диэлектрика в том что он: а) термостойкий и гибкий, б) не теряет свойств при длительном действии высоких температур. Предполагается, что флексирамика заменит диэлектрик печатных плат в массовом промышленном производстве. И в этом случае предлагаемые AlexHa способы присоединения деталей к печатной плате потребуют создания нового оборудования, да и ,вообще, к созданию нового технологического процесса.

            Навскидку, ожидаемые проблемы:
            — Использование высокотемпературных припоев, потребует использования высокотемпературных элементов. А это поднимает стоимость готового изделия. Так как современная пайка осуществляется в печах с полным прогревом всей элементной базы и платы, по заранее заданному температурному профилю.
            — Точечная сварка в массовом производстве, это новый сверхвысокоточный робот и новая корпусировка элементов с выводами под сварку. Ну как приварить современные детали поверхностного монтажа к плате?
            — Как резать плату из флексирамики. Современные платы делают большими листами и благодаря жесткости текстолита, роботизированные станки в захватах перемещают, фрезеруют технологические отверстия произвольного вида, режут на отдельные платки на выходе.
            — Монтаж накруткой отклоняем. Так как проводники элементов на что-то нужно накручивать. Торчащие выводы на плате нужно запрессовать, обеспечить надёжный контакт вывода (без пайки !) с токоведущим слоем. И для массового производства сделать нового робота накрутчика и создать новый корпус элементной базы с накруточными проводниками.

            Так что, пока для флексирамики есть только ниша спецустройств небольшого тиража. Со временем, наверное вытеснит фторопласт, как изолятор.

          • AlexHa

            Накрутка и сварка это автоматизированные техпроцессы, под них есть технологии и оборудование. Сварку пользуют для бескорпусных элементов.

  • AlexHa

    Выглядит прорывом. Вопрос прочности сцепления фольги с материалом не афишируется, а это ключевой параметр. Есть много материалов, которые не горят, гнутся и т.д., но для производства печатных плат не годятся из-за плохой сцепляемости с медью. Например, фторопласт. Фольгированный фторопласт производят, но его фольгирование значительно дороже, чем стеклотекстолита. Далее, гигроскопичность, токсичность и еще ряд параметров — также не указаны.

  • net—k

    Молодец тот кто догадался поджечь. «Везунчик иногда важнее гения.» У нас так уплыло первенство в открытии высокотемпературных сверхпроводников. Двое советских аспирантов, имен никто не помнит, в качестве темы диссертации, создали керамику и описали все ее свойства, а про сверхпроводимость и не подумали (какая ваще проводимость у керамики—диэлектрик же!). А кое кто на Западе оказались щепетильнее. Вот и уплыло открытие к супостатам.

  • Даешь гибкий айфон! (Самсунг или еще что «религия» позволяет). :) Странно, что не упомянули в статье.

    Дебаты по поводу гибкости токопроводов на этой керамике вполне решаемы даже сейчас: первый способ это графен (прошу камнями не кидаться, это просто дань моде, да и почти каждый месяц находят новое применение этого материала), второй способ: ограничение радиуса изгиба готового изделия, тогда достаточно будет немного химически подкорректированных обычных медных дорожек.

Хостинг "ИТ-ГРАД"
© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2016
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.
«Партнер Рамблера» Почта защищена сервером "СПАМОРЕЗ" Хостинг "Fornex"