【CPP114】訊：新一代的印制電子電路是包含了電子連接線路和元件的組件,，會替代傳統(tǒng)的印制電路板再安裝元器件的功能,。噴墨打印技術(shù)和噴印材料將成為印制電子技術(shù)的基礎(chǔ)課題。

　　清潔生產(chǎn)是印制電路版（PCB）行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,。為應(yīng)對環(huán)保與成本乃至效率的多重壓力,，印制電子技術(shù)作為一種高效、低耗,、節(jié)能,、環(huán)保的工藝技術(shù)成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　印制電子技術(shù)讓PCB“綠”起來

　　目前PCB行業(yè)的環(huán)境和資源問題以及可持續(xù)發(fā)展問題被擺到了前所未有的戰(zhàn)略高度,。中國PCB工業(yè)的發(fā)展必須加強(qiáng)治理,，使之走上清潔生產(chǎn)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)軌道，PCB行業(yè)才能成為資源節(jié)約型,、環(huán)境友好型的行業(yè)。因此,，PCB企業(yè)必須積極面對這個形勢,，加速對傳統(tǒng)PCB生產(chǎn)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)革命,，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，甚至無污染生產(chǎn),。中國印制電路行業(yè)協(xié)會（CPCA）顧問林金堵表示,，印制電子（數(shù)字噴墨打印）技術(shù)將引領(lǐng)PCB工業(yè)走上“綠色生產(chǎn)”的康莊大道,。目前,，世界上一些發(fā)達(dá)的國家已經(jīng)投入巨資來研究和開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。

　　上海美維科技有限公司高級工程師龔永林對印制電子做了進(jìn)一步解釋,，他介紹說,，印制電路板常規(guī)制造工藝是銅箔蝕刻法，也稱減成法,。它是用覆銅箔層壓板為基板,，經(jīng)網(wǎng)版印刷或光致成像形成抗蝕線路圖形，由化學(xué)蝕刻得到電路,；若是雙面或多層PCB還要進(jìn)行孔金屬化與電鍍,，實(shí)現(xiàn)層間電路互連。因此,，PCB制造過程復(fù)雜,、工序多，勢必耗用大量的水與電,，也會耗用許多銅與化學(xué)品材料,，產(chǎn)生大量的廢水和污染物。電子設(shè)備的發(fā)展趨勢是多功能,、小型化,、環(huán)保型和低成本，這就相應(yīng)要求為其配套的PCB高密度,、輕薄化,、環(huán)保型和低成本，傳統(tǒng)的PCB工藝和產(chǎn)品顯然難以達(dá)到新一代要求,。目前歐美,、日本、韓國以及我國臺灣等地正在興起一項(xiàng)PCB技術(shù)革命——印制電子（PrintedElec-tronic）或印制電子電路（PEC：PrintedElectronicCircuit）,，也稱為加成法,。此項(xiàng)革命性的新技術(shù)是采用功能性油墨直接在絕緣基材上印制出電子電路，如在撓性有機(jī)薄膜上印刷導(dǎo)電油墨得到導(dǎo)電線路,，印刷半導(dǎo)體油墨得到晶體管或存儲器元件等,。這種新一代的印制電子電路是包含了電子連接線路和元件的組件，會替代傳統(tǒng)的印制電路板再安裝元器件的功能,。

　　不能再跟在別人后面

　　中國印制電路行業(yè)協(xié)會秘書長王龍基表示,，自從印制電路板誕生之日起,，半個多世紀(jì)以來，大家夢寐以求的就是能夠把工藝制造中的減成法,，用加成法取代,。目前該技術(shù)在工藝、材料和設(shè)備方面都取得了進(jìn)展,。面對這一情況,，我們是坐等歐美、日,、韓做出成果以后再引進(jìn),，還是自己加緊研發(fā)、迎頭趕上,？這是一個原則問題,。他表示，國內(nèi)很多企業(yè)都期盼著能夠早日采取加成法工藝,，尤其是撓性印制電路板的企業(yè),，他們希望用噴墨打印的技術(shù)來替代字符印刷及阻焊印刷，然后再進(jìn)行線路形成,。這不僅可以大大減少用硬板工藝對撓性板加工中產(chǎn)生的廢料,，而且可以極大地減少工序，縮短生產(chǎn)周期,。“加成法工藝的實(shí)現(xiàn),，將是我們行業(yè)的一場工藝大革命。”王龍基表示,。

　　目前,，中國的PCB企業(yè)從規(guī)模和資金等各方面來看與國際大的集團(tuán)公司相比還有一定的差距，不可能由一個企業(yè)單獨(dú)承擔(dān)起加成法工藝中的漿料,、設(shè)備和試制的全部工作,。

　　因此，采用強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,、分工合作,、共同研制是一種好的方法和形式。王龍基告訴記者,，中國印制電路行業(yè)協(xié)會最近在珠海召開了“印制電子研討會”,，成立了“印制電子產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟”，并分成設(shè)備組,、材料組,、工藝組、信息組和規(guī)劃組等幾個小組,。這個聯(lián)盟首要的目標(biāo)是攻克噴墨打印技術(shù),，將噴墨打印技術(shù)首先應(yīng)用在撓性板的字符和阻焊上,。“中國PCB行業(yè)絕對不能再依賴引進(jìn)設(shè)備、材料,、工藝以及技術(shù)求發(fā)展，絕對不能總跟在別人后面,，用高價購買別人的成果,，這樣我們將永遠(yuǎn)落后、永遠(yuǎn)被動,、永遠(yuǎn)軟弱,。我們必須大力開展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的研發(fā)、試制,、創(chuàng)新,，迎頭趕上日本、歐美,。”王龍基說,，“我們應(yīng)該動員更多的大專院校和企業(yè)，組成更多的‘產(chǎn)學(xué)研’聯(lián)盟,，提升中國PCB行業(yè)的技術(shù)水平,，擁有更多自己的專利、自己的技術(shù),、自己研制的材料和設(shè)備,。使中國的PCB工業(yè)盡快躋身世界最先進(jìn)行列。”

　　對設(shè)備和材料提出新要求

　　印制電子技術(shù)的取向是多元化的,，目前這種技術(shù)還主要是對噴印技術(shù)和可以噴印的納米材料的研究,。按照產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展軌跡看，噴墨打印技術(shù)將成為印制電子的核心工藝技術(shù),，因此噴墨打印技術(shù)和噴印材料將成為印制電子技術(shù)的基礎(chǔ)課題,。

　　天津普林研發(fā)中心陳永生介紹說，目前噴墨打印技術(shù)可以支持的分辨率已經(jīng)由之前的200dpi-300dpi發(fā)展到1000dpi,。這樣的能力就可以實(shí)現(xiàn)10um的導(dǎo)電通道,，這種能力如應(yīng)用于HDI（高密度線路板）產(chǎn)品，其可搭載的線路將不到0.1um,，也就是說傳統(tǒng)的印制電子技術(shù)與集成電路的要求已經(jīng)有上百倍的技術(shù)需求差異,。那么噴印技術(shù)所面臨的首要問題就是如何提高其分辨率，達(dá)到與集成電路相近的解析度,。另外,，與三維電路技術(shù)相比較，目前的噴印還只是二維的平面,，要想擴(kuò)大噴印技術(shù)的應(yīng)用范圍,，三維噴印解決方案也必不可少,。所以，印制電子技術(shù)的突破首先是噴墨打印技術(shù)的突破,，是設(shè)備功能的突破,。

　　印制電子技術(shù)的材料也是一個幾近全新的領(lǐng)域，不管是導(dǎo)體材料,、絕緣材料還是半導(dǎo)體材料,，最基本的要求就是可以用噴印的方式形成一定物理特性的導(dǎo)體或絕緣及半導(dǎo)體層。據(jù)了解,，噴印材料整體上必須具備以下幾個特性：UV固化和低溫?zé)�結(jié),，低體積收縮，高附著力,，高可高性,，低電阻率和低Dk、Df,，環(huán)保,、低成本。所有這些要求對傳統(tǒng)的電子材料制造商是機(jī)遇也是很大的挑戰(zhàn),。

　　非導(dǎo)電的絕緣和半導(dǎo)體材料是屬于UV固化的,，能夠在操作環(huán)境中保持其穩(wěn)定性（主要是黏度和表面張力以及觸變性）來保證精確的噴印效果。陳永生介紹說,，目前以環(huán)氧樹脂為基礎(chǔ)主要材料的研究取得了一些成果,，但在產(chǎn)業(yè)化的路上還沒有很成功的案例。作為電阻,、電容,、電感的石墨、BaTiO3及Fe3O4等半導(dǎo)體材料的噴印能夠取代無源元件的埋嵌,，可以在很大程度上降低可埋元件的技術(shù)成本和生產(chǎn)投入,。噴印的導(dǎo)電材料必須具備納米級的金屬顆粒、不在噴印前沉積和低溫?zé)�結(jié)的特性�,，F(xiàn)有的噴印技術(shù)可形成10um左右厚度的銀導(dǎo)電層,，其他的導(dǎo)電金屬材料納米化噴印油墨的研究成果披露還比較少。


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