導(dǎo)讀:PCB行業(yè)要改變當(dāng)前由于采用減成法所造成的高材料消耗,高廢液量等頑癥,全加成法是業(yè)界期盼已久的技術(shù),今天從噴墨打印印制電路板技術(shù)的出現(xiàn),夢想有可能成為現(xiàn)實。
在德國紐約堡應(yīng)用科學(xué)大學(xué)W.Jillek教授在上海市電子電鍍學(xué)術(shù)交流年會上作了題為“電子元件功能結(jié)構(gòu)的噴墨打印——Ink-jetPrintingofFunctionalStructuresforElectronicDevices”的報告,其副標(biāo)題是“打印印制電路板——PrintthePrintedCircuitBoard”。報告中較系統(tǒng)地介紹了有關(guān)噴墨打印在PCB制造中應(yīng)用的基本原理及相關(guān)成果。
PCB行業(yè)要改變當(dāng)前由于采用減成法所造成的高材料消耗,高廢液量等頑癥,全加成法是業(yè)界期盼已久的技術(shù),今天從噴墨打印印制電路板技術(shù)的出現(xiàn),夢想有可能成為現(xiàn)實。
常規(guī)應(yīng)用熱風(fēng)整平技術(shù)的PCB生產(chǎn)過程一般要很多道工序,而采用噴墨打印技術(shù)只需六道左右工序:CAD布圖——鉆孔——前處理——噴墨印制——固化。除了工序短以外,還有以下主要優(yōu)點:不用掩模、十分靈活、幾乎無三廢、線條精細、可適用于剛性板和撓性基體、可用卷到生產(chǎn)方式、能高度自動化、多噴頭并行動作可獲得高生產(chǎn)能力、可用于三維封裝、可實現(xiàn)有源和無源等功能件的集成。同時由于金屬納米材料的低熔點,使得金屬線條固化溫度有望低至200℃-300℃。報告中提到阻焊劑噴墨打印的例子,用的機器有15個打印頭和256個噴嘴,打印一塊(457mm×610mm)的面積的阻焊劑<60秒。如今臺式打印機墨液體積已達到1/10皮升,頻率可達40000次/秒,打印速度﹥35頁/分,這次機器價格已大幅下降,所有這些使打印印制電路成為可能。由于可以噴墨打印各種無機、有機材料,因此各種電子功能結(jié)構(gòu)材料可以通過打印集成于電路板之中。除了電極以外還可打印制作晶體管、電感、電容、電阻、電池等功能組件。從而使印制電子電路可發(fā)展成為一種全印制電子加工過程,一種嶄新的加工工藝??捎糜陲@示器、信號板、傳感器、光電池等方面。正由于這種新工藝的優(yōu)越性和日益接近產(chǎn)業(yè)化的背景,由IDTechEX公司舉辦的國際交流會不斷,2007年9月剛在日本東京舉辦了亞洲PrintedElectronicsConference。2007年11月12-15日在美國加州又舉行了PrintedElectronics大師論壇交流展示會,從會上傳來的信息看出,國際上諸多大公司均涉足這個領(lǐng)域,日本的三菱、索尼、德國的BASF、韓國三星都在這方面有很多研究成果展示和報告。雖然注冊費高達3000多美元,但參會者均達數(shù)百人。2008年4月8-9日又將在德國德累斯頓舉行歐洲PrintedElectrincs交流會。正是由于這是一種觸手可及的、可使包括印制電路制造技術(shù)發(fā)生重大突破的工藝技術(shù),提供了極為誘人的應(yīng)用前景,國際跨國公司才會蜂擁而至,這里蘊藏著極大的商機。
全印制電子技術(shù)由于可提供非常價廉、靈活、一次性電子電路的潛力,這項技術(shù)不僅能提升某些傳統(tǒng)行業(yè),如PCB行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平,而且還有可能開辟一大片新的應(yīng)用領(lǐng)域和新的市場。國外廠商已經(jīng)在電子標(biāo)簽,OLED等光電元件上取得了應(yīng)用,例如首張用印制技術(shù)生產(chǎn)可移動彩色顯示屏|顯示器件已成功用于15000張情人卡上,這種顯示屏每平方米的價格可望降到3美分。IDTechEx公司發(fā)布信息稱,2016年采用全印制電子技術(shù)的RFID的世界市場將達百億美元。CarylHolland公司估計,今后20年內(nèi)全印制電子的市值將達3000億美元。
PrintedElectronics或PrintableElectronics的術(shù)語出現(xiàn)僅有幾年時間,有專家建議用全印制電子來描述這一新技術(shù)。
當(dāng)然,印制技術(shù)不僅是噴墨打印技術(shù),也包括傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷等其他印刷術(shù)。實際上,PrintedElectronics是與IT行業(yè)的很多分支是密切相關(guān)的和交叉的,如OrganicElectronics、ThinFilmElectronics、PlasticsElectronics。要使這項技術(shù)得到更快、更廣泛的應(yīng)用,特別是在PCB行業(yè)中大量采用,還需要在非貴金屬納米導(dǎo)電墨水的設(shè)備,高效精密的噴墨打印設(shè)備等方面進行大量工作。據(jù)我們了解,我國僅在少數(shù)高校,如復(fù)旦大學(xué)有教授在從事噴墨打印制作導(dǎo)電圖形和化學(xué)電池的研究外,還沒有引起政府領(lǐng)導(dǎo)和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的足夠重視。PrintedElectronics已不再是實驗室的展品,而是即將噴薄而出的一輪紅日。我國著名PCB專家姚守仁教授級高工早在2007年初即已呼吁要開展這項研究工作(印制電路信息,2007,2)。
中國印制電路協(xié)會(CPCA)領(lǐng)導(dǎo)層已開始著手整合高校、研究所、企業(yè)的力量組建全印制電子(PrintedElectronics)分會,2007年12月初王龍基秘書長親臨復(fù)旦大學(xué)與10余位教授、廠長等人員討論籌建工作,希望在不久將來會對這項工程有實質(zhì)性的推動。