Details

Данное исследование описывает обновленные процессы в современных исследованиях по получению электропроводящих медных следов на 3D-печатных подложках с использованием технологии лазерного прямого структурирования для построения носителей электронных схем. Строительные процессы включают нанесение покрытия на под ложку медь содержащими чернилами с последующим лазерным структурированием тонких прямых линий с помощью лазерного источника Nd: YAG. Основное внимание в этом исследовании уделяется оптимизации параметров лазерного спекания, необходимых для настройки разработки проводящих следов для получения показаний низкого сопротивления при хорошей электропроводности. Используя оптический микроскоп, геометрические свойства структурированных медно-проводящих следов могут выявить поверхностные дефекты в CTs с показаниями сопротивления uns-таблицы. Нестабильные показания в каждой спеченной линии обусловлены высоким распространением зоны теплового воздействия (ЗТВ) на структурированные поверхности. С помощью математического моделирования процесса лазерного структурирования, манипулирования параметрами лазерного луча и характеристиками изоляции подложек и погружения чернил можно минимизировать распространение ЗТВ в центре каждой линии путем настройки конфигурации лазерного луча. Данные измерений сопротивления в структурированных линиях позволяют определить целевую функцию на основе методологии поверхности отклика (RSM) с моделью второго порядка. Оптимизацию для нахождения низкого значения электрического сопротивления можно искать с помощью реализации алгоритмов поискового машинного обучения (ML), таких как генетический алгоритм (GE). В данной работе предлагается завершенный экспериментальный этап сбора данных лазерного структурирования и теоретический подход к моделированию такого процесса, основанный на исследованиях применения лазерной обработки с помощью Nd: YAG лазеров.

This investigation describes updated processes in current research for the production of electrically conductive copper traces on 3D-printed substrates byusing laser Direct Structuring technology for the construction of electronic circuitcarriers. The building processes include coating a substrate with a copper-containingink, followed by laser structuring of thin straight lines with an Nd : YAG lasersource. The focus of this research is on the optimization of the laser sintering parameters needed to be configured to develop conductive traces in for obtaininglow resistance readings for good electrical conductivity. By using an optical microscope, the geometric properties of the structured copper-conductive traces can reveal surface imperfections in CTs with unstableresistance readings. Unstable readings in each sintered line are caused by a highpropagation of the Heat Affected Zone (HAZ) on the structured surfaces. With the use of mathematical modelling for the laser structuring process, manipulating the laser beam’s parameters and the substrates‘ insulating and ink dipping characteristics, it is possible to minimize the propagation of the HAZ in the center of each line by tuning the laser beam‘s configuration. Data for resistancemeasurements in structured lines allow to determine an objective function based onthe Response Surface Methodology (RSM) with the Second-Order Model. Optimization for finding alow electrical resistance value can be searchedwith the implementation of search Machine Learning (ML) algorithms such as the Genetic Algorithm (GE). This work proposes a completed experimental phase for laser structuring data gathering and a theoretical approach for modelling such process based on research for laser machining applications with Nd: YAG lasers.