Was ist Glassubstrat?
Glassubstrat ist ein allgemeiner Begriff für flache Substrate aus Glas, die mit spezifischen Funktionen für ihren Verwendungszweck ausgestattet sind.
Je nach Alkaligehalt und Plattendicke gibt es verschiedene Arten von Glas, deren Glätte und elektrische Eigenschaften sich von denen gewöhnlicher Glasplatten unterscheiden. Es hat ein breites Anwendungsspektrum, das von Computermonitoren und Smartphone-Displays bis hin zu Solarzellen reicht.
Es gibt auch Glas-Epoxid-Substrate, die durch Imprägnieren von Glasfasern mit Epoxidharz und anschließendes Verformen hergestellt werden. Glasepoxid-Substrate können kostengünstig hergestellt werden und die elektronischen Komponenten werden auf dem Substrat montiert, um die elektronischen Schaltungen zu bilden, die die elektronischen Geräte betreiben. Sie werden im Allgemeinen auch als Leiterplatten bezeichnet.
Anwendungen von Glassubstraten
Glassubstrate werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, die von Verbraucher- bis zu Industriegeräten reichen. Spezifische Anwendungen sind die folgenden:
1. Display- und Deckglasanwendungen
Glassubstrate werden in mobilen Geräten wie Smartphones und Tablets, die wir täglich benutzen, sowie in Displays für Kfz-Navigationssysteme verwendet. Sie sind nur 0,5-1,1 mm dünn, und es sind vor allem Transparenz und Glätte gefragt.
Bei der Verwendung für LCD-Fernsehbildschirme ist es wichtig, den Alkaligehalt auf 0,1 % zu beschränken, um die Verunreinigung des Flüssigkristallmaterials und seine Auswirkungen auf die Transistoreigenschaften zu verringern, wenn Alkalibestandteile enthalten sind.
Es gibt auch Anwendungen für Deckgläser für Berührungsbildschirme und Bildsensoren, für die Glassubstrate verwendet werden, denen durch chemische Mittel die fünffache Festigkeit von gewöhnlichen Glassubstraten verliehen wurde.
2. Anwendungen für elektrische und elektronische Geräte
Epoxidglassubstrate werden für Hauptplatinen in Computern und Digitalkameras verwendet. Epoxidharz-Glassubstrate sind die am häufigsten verwendeten Leiterplatten und unterstützen den stabilen Betrieb von elektrischen und elektronischen Geräten.
Funktionsweise von Glassubstraten
Im Gegensatz zu gewöhnlichem Glas müssen Glassubstrate für Displays sehr leistungsfähig sein. Um die hochauflösenden Bilder und Videos auf LCDs und OLEDs korrekt anzeigen zu können, muss die Oberfläche so glatt wie möglich sein und darf nur minimale Unebenheiten aufweisen.
Die Standards sind auch so streng, dass jegliche Fremdkörper, die in das Display eindringen könnten, unsichtbar gemacht werden. Die Nachfrage nach Glassubstraten, die sowohl dünn als auch steif sind, steigt, da die Displays immer größer und leichter werden.
Glas-Epoxid-Substrate werden durch Imprägnierung von Glasfasern mit Epoxidharz und Aushärtung des Materials hergestellt, was den Vorteil hat, dass sich die Abmessungen auch bei Änderungen der Umgebungstemperatur nur geringfügig ändern. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Material selbst hart ist und eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit, Feuchtigkeitsaufnahme und elektrische Eigenschaften aufweist.
Die Produktionskosten sind relativ niedrig und das Material ist sehr vielseitig, da es in verschiedenen Kupferfolienstärken erhältlich ist. Es lässt sich leicht zu doppelseitigen und mehrlagigen Leiterplatten verarbeiten und wird häufig in elektronischen Geräten verwendet. Auf der anderen Seite hat es den Nachteil, dass für die Herstellung spezielle Anlagen erforderlich sind.
Arten von Glassubstraten
Glas ist ein anorganisches Gemisch aus Quarzsand, Soda und Tonerde. Je nach dem Verhältnis der Bestandteile können verschiedene Glassubstrate hergestellt werden. Die Eigenschaften der verschiedenen Glassubstrate sind wie folgt:
1. Alkalifreies Glas
Es handelt sich um Glas mit einem Alkalioxidgehalt von 0,1 %, das hauptsächlich für Flüssigkristallanzeigeanwendungen verwendet wird. Es können dünnwandige Glassubstrate hergestellt werden, wobei einige Glassubstrate bis zu 0,3 mm dick sind. Es hat eine ausgezeichnete Glätte und Hitzebeständigkeit.
2. Chemisch gehärtetes Glas
Es handelt sich um chemisch gehärtetes Glas, das etwa fünfmal stärker ist als gewöhnliche Glassubstrate. Es wird auch für Touchpanels, Glas für optische Disks und Deckglas für Bildsensoren verwendet.
3. Glas-Epoxid-Substrate
Traditionell wurden in der Unterhaltungselektronik in großem Umfang kostengünstige Papier-Phenol- und Papier-Epoxid-Substrate verwendet, aber in den letzten Jahren sind Glas-Epoxid-Substrate zu den am häufigsten verwendeten Leiterplatten überhaupt geworden. Auf Glas-Epoxid-Substrate entfallen die meisten einseitigen, doppelseitigen und mehrlagigen Substrate.
4. Teflon-Substrate
Hierbei handelt es sich um Leiterplatten, die durch Imprägnieren von Glasgewebe mit Polytetrahydrofuran (PTFE)-Harz hergestellt werden. Fluorpolymere haben eine niedrige Dielektrizitätskonstante und weisen daher hervorragende Hochfrequenzeigenschaften auf.