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电子喷墨打印技术带给PCB的进步

2009-02-07 00:00 来源：互联网责编：罗鹏

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从目前和今后应用和发展的前景来看，全印制电子的喷墨打印技术在PCB中的应用主要表现在以下三大方面：在图形转移中的应用；在埋嵌无源元件中的应用；在直接形成线路和连接的全印制电子(含封装方面)中的应用。这些应用将给PCB工业带来革命性的变革与进步。

在PCB图形转移中应用：主要体现在4个方面

喷墨打印技术在PCB图形转移中的应用主要是在抗蚀、抗镀、阻焊和字符等4个方面。由于喷墨打印形成抗蚀图形和抗镀图形的工艺过程基本相同，而喷墨打印形成的阻焊图形和字符图形非常接近，因此，在下面分成形成抗蚀(抗镀)图形和形成阻焊/字符图形两部分进行简要地评述。

1.在形成抗蚀/抗镀图形中的应用

采用数字喷墨打印机直接把抗蚀剂(抗蚀刻油墨)喷印到内层(或外层)在制板上，便可得到酸性或碱性的抗蚀刻剂图形，经过UV(紫外线)光固化后，便可进行蚀刻和去膜，从而得到内层等要求的线路图形。同理，抗镀图形的过程基本相同。

采用数字喷墨打印技术与工艺来获得抗蚀/抗镀图形，既减少了照相底片的制作过程，又避免了曝光和显影的过程，其带来的好处是节省了场地与空间，明显地降低了材料消耗(特别是底片和设备等)，缩短了产品生产周期，减少了环境污染，降低了成本。同时，更重要的是明显地提高了图形的位置度和层间对位度(特别是消除了底片的尺寸变化和曝光对位等带来的尺寸偏差)，对于多层PCB板改善质量和提高产品合格率，是极其有利的。它将与激光直接成像(LDI)一样，可以缩短PCB生产周期，提高产品质量，是PCB工业技术的重要改革与进步。

采用数字喷墨打印的图形转移技术，其加工工序最少(不足传统技术的40%)，所用设备及材料最少，生产周期最短，因而，节能减排效果最显著，环境污染和成本也最低。

2.在形成阻焊/字符图形中的应用

同理，采用数字喷墨打印机直接把阻焊剂(阻焊性油墨)或字符油墨直接喷印到PCB在制板上，分别经过UV光固化后，便得到最终需要的阻焊剂图形和字符图形。

采用数字喷墨打印技术与工艺来获得阻焊和字符图形，明显提高了PCB产品的阻焊和字符图形的位置精确度，对于改善PCB板质量和提高产品合格率，也是极其有利的。

在埋嵌无源元件中应用：生产更高档次产品

目前，埋嵌无源元件的方法，大多采用含电阻型/电容型的覆铜箔板(CCL)或丝网印刷相关的油墨等方法实现，但这些方法，不仅工艺过程多而复杂，周期长，设备多并占大量空间，而且产品性能偏差大，很难生产高档次产品。更重要的是加工时耗能大，产生污染也大，不利于环境�；�，采用喷墨打印工艺技术来实现埋嵌无源元件的方法，将极大地改善这些情况。

喷墨打印在埋嵌无源元件的应用，是指喷墨打印机直接把用作无源元件的导电油墨等相关油墨喷印到PCB内部设定的位置上，经过UV光处理或烘干/烧结处理，从而形成埋嵌无源元件的PCB产品。

这里所说的无源元件是指电阻、电容和电感(现在已经发展到埋嵌有源元件，如系统封装)。由于电子产品的高密度化和高频化等的发展，为了尽量降低串扰(感抗、容抗)等带来的失真、噪音等，需要越来越多的无源元件。同时，由于无源元件数量越来越多，不仅占的面积比例越来越大，而且其焊接点也越来越多，已经成为产业电子产品故障率的最大因素。加之，表面安装无源元件形成的回路而产生的二次干扰等，这些因素越来越严重地威胁着电子产品的可靠性。因此，在PCB中埋嵌无源元件来提高电子产品电气性能和降低故障率，已经开始成为PCB生产的主流产品之一。

关于在PCB中埋嵌无源元件的原理与方法。一般来说，埋嵌电阻、电容和电感的无源元件，除了公共电容放在电/地层之间外，其他大多是放在多层PCB的第二层和倒数第二层(n-1)上。

用作电阻的电阻导电胶(油墨)利用喷墨打印设备喷印到PCB的内层片(已蚀刻过)已设定的位置上，其底部的两端有蚀刻的导线(开路)连接着，经过烘烤、检测，然后压入PCB板内，即成。

同理，用作电容的电容导电胶(油墨)利用喷墨打印机喷印到预置位置的铜箔上，烘干和/或烧结，再喷印上一层含银等导电油墨，再烘干和/或烧结，然后层压(倒置过来)、蚀刻，既形成电容，又形成内层线路。

在电子产品和电子设备中，使用电感器的数量，比起电阻和电容来要少得多。同理，利用喷墨打印机把导电性油墨(形成中心电极)、电感材料油墨形成高电感性介质层，再在高电感性介质层上喷印导电油墨形成线圈即成。