في صناعة تصنيع الإلكترونيات 3C (الكمبيوتر والاتصالات والإلكترونيات الاستهلاكية) اليوم، تكون وتيرة التكرار وحشية تقريبًا. بينما يحتفل المستهلكون بهاتف جديد بشاشة أرق، وشاشة أكثر مرونة، وإطارات أنحف، قد يفقد المهندسون النوم على الطرف الآخر من خط الإنتاج بسبب معدل عيوب يبلغ واحدًا في المليون.
تجري بهدوء ثورة في المواد تتمحور حول تقنية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. عندما تنتقل "المعالجة لمدة 5 ثوانٍ" من مفهوم المختبر إلى واقع خط الإنتاج، فإنها تجلب أكثر بكثير من مجرد السرعة. وهذا يدل على أن المنافسة في تصنيع 3C تتحول من "مدفوعة بالتصميم" إلى "مدفوعة بالمواد والعمليات"، وتعد تقنية مونومر/أوليجومر الأشعة فوق البنفسجية هي المتغير الرئيسي في هذا التحول.
في تجميع 3C التقليدي، سواء كان ذلك ربط الشاشة أو تغليف الرقائق أو ربط المكونات الهيكلية، اعتمدت العمليات السائدة منذ فترة طويلة على "المعالجة بالحرارة" أو "تبخر المذيب". تتطلب المعالجة بالحرارة (مثل راتنجات الإيبوكسي) وضع المنتج في الفرن وخبزه في درجة حرارة معينة (تصل في بعض الأحيان إلى 80-150 درجة مئوية) لعشرات الدقائق أو حتى ساعات. هذا يمثل عنق الزجاجة هائلاً في خطوط الإنتاج الآلية حيث أن كل ثانية مهمة. فهو لا يطيل فقط وقت دورة الإنتاج ولكنه يشغل أيضًا مساحة كبيرة من المصنع (خط الخبز) ويستهلك كميات هائلة من الكهرباء. تعتمد المواد اللاصقة القائمة على المذيبات على تبخر المذيب؛ ليس فقط وقت المعالجة غير قابل للتحكم، ولكن المركبات العضوية المتطايرة المنبعثة تشكل خطرًا بيئيًا كبيرًا.
إذا كانت "البطء" مجرد مشكلة كفاءة، فإن "التشقق" يمثل مشكلة جودة قاتلة. يكمن السبب الجذري لـ "التشقق" في "الإجهاد الداخلي" المتولد أثناء عملية معالجة المواد. أثناء المعالجة بالحرارة، تخضع المواد لعملية "التسخين-المعالجة-التبريد". المواد المختلفة (مثل الزجاج والمعادن والبلاستيك) لها معاملات تمدد حراري (CTE) مختلفة اختلافًا كبيرًا. عندما يتم ربطها معًا بالقوة وتبريدها، فإن الانكماش غير المتكافئ يعادل زرع "قنبلة موقوتة" داخل المادة. بالنسبة لمنتجات 3C المتطورة بشكل متزايد، فإن هذا الإجهاد الداخلي كارثي.
تقنية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية ليست مفهومًا جديدًا، ولكنها استخدمت في البداية بشكل أساسي في المجالات منخفضة المتطلبات مثل الطلاء والأحبار. يمثل تطبيقها على التصنيع الدقيق في صناعة 3C تحديًا يتمثل في حل "المثلث المستحيل" المتمثل في السرعة المطلوبة والقوة والإجهاد المنخفض. هذه هي القيمة الأساسية لهذا الحل.
مجرد كونها سريعة لا يكفي لاعتبارها ابتكارًا. يكمن الاختراق الحقيقي لهذا الحل "المعالجة لمدة 5 ثوانٍ" في التركيبة المكررة لـ "مونومرات/أوليجومرات الأشعة فوق البنفسجية." تدخل صناعة 3C عصرًا يكون فيه "التكوين هو الملك". عانت مواد الأشعة فوق البنفسجية السابقة بشكل عام من مشاكل مثل "المعالجة السريعة ولكن المواد الهشة" و "معدلات الانكماش المرتفعة"، مما يحد من تطبيقها في الترابط الهيكلي بمتطلبات موثوقية عالية. لا تنبع مشكلة "عرضة للتشقق" من الإجهاد الحراري فحسب، بل تنبع أيضًا من "إجهاد انكماش المعالجة". يحقق الجيل الجديد من حلول مونومر/أوليجومر الأشعة فوق البنفسجية توازنًا بين "الانكماش المنخفض" و "المتانة العالية" من خلال تصميم التركيب الجزيئي: تطبيق الأوليجومرات الوظيفية: باستخدام أكريلات البولي يوريثين المرنة ذات السلسلة الطويلة (PUA) أو الأوليجومرات المعدلة الأخرى كـ "هيكل عظمي"، فإنها تشكل هيكل شبكة يتمتع بالصلابة والمرونة بعد المعالجة. هذا يشبه إضافة "قضبان فولاذية" و "ألياف مرنة" إلى الأسمنت، مما يجعل المادة المعالجة "صلبة ولكنها ليست هشة"، وقادرة على امتصاص التأثير ومقاومة التشقق. فن موازنة المونومرات الخاصة: تُستخدم المونومرات لضبط اللزوجة والسرعة. ومع ذلك، فإن المونومرات التقليدية (مثل HEMA) لديها معدلات انكماش عالية. يستخدم النهج الجديد مونومرات خاصة ذات مجموعات وظيفية متعددة وأوزان جزيئية عالية، مما يقلل بشكل كبير من معدل انكماش الحجم أثناء المعالجة مع ضمان التفاعل.
هذه هي الثقة وراء حل "المعالجة لمدة 5 ثوانٍ": في غضون 5 ثوانٍ، فإنه يفعل أكثر من مجرد "التصلب"؛ بل يكمل عملية صب دقيقة بـ "إجهاد منخفض ومتانة عالية."
من "5 ثوانٍ" إلى "التخصيص،" لا تزال هناك تحديات: مشكلة "منطقة الظل": لا يمكن معالجة المناطق غير المعرضة للأشعة فوق البنفسجية (مثل الجزء الداخلي من الهياكل المعقدة). وقد أدى هذا إلى تطوير أنظمة معالجة مزدوجة مثل "الأشعة فوق البنفسجية + الحرارة" و "الأشعة فوق البنفسجية + الرطوبة"، مما يزيد من تعقيد العملية. تكاليف المواد: تكاليف البحث والتطوير وإنتاج الأوليجومرات عالية الأداء والمونومرات المتخصصة أعلى حاليًا من تكاليف راتنجات الإيبوكسي التقليدية. حواجز التركيب: تختلف تركيبات المواد اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على التطبيق (مثل متطلبات ثابت العزل المنخفض لشاشات OLED ومتطلبات مقاومة السقوط للمكونات الهيكلية). وهذا يختبر قدرات التكامل العميق والتطوير التعاوني بين موردي المواد ومصنعي 3C. من المتوقع أنه لن تكون المنافسة المستقبلية في صناعة 3C منافسة أحادية البعد. أي شخص يمكنه إتقان هذه المواد الجديدة القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية والتحكم فيها أولاً سيكون قادرًا على بناء خندق لا يمكن التغلب عليه من حيث "العائد" و "الموثوقية" و "ابتكار التصميم".
اتصل شخص: Mr. Eric Hu
الهاتف :: 0086-13510152819
Arabic
