2.噴墨印刷設(shè)備

目前，噴墨印刷設(shè)備不僅僅局限于辦公用噴墨打印機(jī)方面，已經(jīng)進(jìn)入了專(zhuān)業(yè)化的階段。如在日本和美國(guó)市場(chǎng)推出的用于滿足PCB生產(chǎn)規(guī)?；蟮膰娔∷⒃O(shè)備。在噴墨印刷機(jī)中的主要性能和要求包括以下幾個(gè)方面。

(1)噴墨頭(嘴)，它噴射出的墨滴大小和分辨率直接影響到線路的尺寸與精細(xì)度。

(2)生產(chǎn)效率，即在單位時(shí)間內(nèi)可形成“在制板”數(shù)量，它關(guān)系到是否能進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)和成本問(wèn)題。目前市場(chǎng)化的產(chǎn)品有日本CicroCraft k.k.的MJ6151系列和美國(guó)的Printar公司的GreenjetTM系列等產(chǎn)品。MJ6151系列噴墨印刷機(jī)，其印刷的分辨率為300～600dpi，噴射墨滴量最小為30pL，形成的線寬在80～150μm之間，只能滿足一般PCB線路密度的要求。因此必須開(kāi)發(fā)更小的噴射墨滴量，更高的噴印分辨率，才能獲得更小的線寬。如果印刷的分辨率為1200～2400dpi，噴射墨滴量最小為3～6pL，則線寬可達(dá)到5～20μm，如圖1所示為更細(xì)線寬的噴印圖形的放大圖。對(duì)于“金屬納米級(jí)油墨”來(lái)說(shuō)，必須開(kāi)發(fā)出具有能夠噴射更小“墨滴”(如小于1pL)的噴射頭的噴墨打印機(jī)，才能滿足直接形成5μm以下的線寬的要求。

(3)噴墨印刷墨水。目前在PCB中，噴墨印刷墨水主要有三大類(lèi)：①抗蝕/抗鍍墨水，用于取代傳統(tǒng)干膜與濕膜;②阻焊、字符(含介質(zhì)層)等墨水，取代常規(guī)的阻焊、字符(介質(zhì)層/絕緣層)等油墨;③直接噴印形成導(dǎo)電圖形/線路的金屬顆粒墨水(其中納米級(jí)金屬顆粒墨水方能完成滿足低溫?zé)Y(jié)要求的優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電的精細(xì)圖形和導(dǎo)線)。在這三大類(lèi)用于印刷電路板噴印的墨水中，第一類(lèi)和第二類(lèi)墨水最重要的性能是黏度和觸變性，而第三類(lèi)墨水的最關(guān)鍵性能是其中的金屬顆粒(如銀、金、銅等)要達(dá)到納米級(jí)。

噴墨印刷技術(shù)在PCB工業(yè)中的應(yīng)用

伴隨著“專(zhuān)用”(產(chǎn)業(yè)化)的和“超級(jí)噴墨”技術(shù)的出現(xiàn)，噴射用的打印頭和專(zhuān)用墨水，特別是納米級(jí)墨水的改進(jìn)和突破，現(xiàn)在利用這些高端技術(shù)，如超級(jí)噴印機(jī)和納米銀顆粒油墨等，已經(jīng)可以得到精細(xì)的3～5μm的線寬/間距。這些技術(shù)、工藝和應(yīng)用條件的不斷成熟和普及，為噴墨印刷技術(shù)在PCB領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用提供了基礎(chǔ)和保證。噴墨印刷技術(shù)在PCB工業(yè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

第一，采用噴墨印刷技術(shù)直接形成抗蝕、抗鍍圖形，阻焊圖形與字符。采用這種工藝技術(shù)可以減少傳統(tǒng)圖形轉(zhuǎn)移工藝60%以上的生產(chǎn)過(guò)程,節(jié)省60%左右的抗蝕、抗鍍、阻焊油墨、干膜，減少60%以上有機(jī)廢水的處理與排放,并可提高產(chǎn)品的合格率，縮短生產(chǎn)周期,降低圖形轉(zhuǎn)移的成本。表1所示為各種圖形轉(zhuǎn)移方法所需的工序比較。

第二，全部采用噴墨印刷技術(shù)直接生產(chǎn)PCB產(chǎn)品，即在基板上噴印導(dǎo)電圖形、低溫?zé)Y(jié)、噴印介質(zhì)層、噴印填導(dǎo)通孔、低溫?zé)Y(jié)、噴印導(dǎo)電圖形等，以重復(fù)形成滿足要求的積層板。由于可以噴墨印刷各種無(wú)機(jī)、有機(jī)材料，因此各種電子功能結(jié)構(gòu)材料可以通過(guò)印刷集成于電路板之中。除了電極以外還可印刷制作晶體管、電感、電容、電阻、電池等功能組件。從而使印制電子電路發(fā)展成為一種全印制電子加工過(guò)程、一種嶄新的加工工藝，用于顯示器、信號(hào)板、傳感器、光電池等方面。

第三，采用噴墨印刷技術(shù)直接形成埋嵌元件板和系統(tǒng)封裝基板等，從而大大簡(jiǎn)化生產(chǎn)和封裝過(guò)程，以達(dá)到高密度化，提高電氣性能和可靠性。

雖然利用噴墨印刷技術(shù)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)PCB產(chǎn)品還沒(méi)有進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，但是它可以極大地簡(jiǎn)化PCB的生產(chǎn)過(guò)程和縮短生產(chǎn)周期。采用噴墨印刷技術(shù)只需要5道左右工序：CAD布圖-鉆孔-前處理-噴墨印制-固化;不必使用昂貴的生產(chǎn)設(shè)備和節(jié)省成本，能夠達(dá)到節(jié)能減排的目的，特別是減少了廢水的處理量，改善了環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了綠色生產(chǎn);而且這種方式不用掩模，十分靈活，生產(chǎn)過(guò)程幾乎無(wú)“三廢”，線條精細(xì)，可適用于剛性板和撓性基體，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方式的高度自動(dòng)化，多噴頭并行動(dòng)作，從而提高生產(chǎn)能力；可用于三維封裝，可實(shí)現(xiàn)有源和無(wú)源等功能件的集成；同時(shí)由于金屬納米材料的低熔點(diǎn)，使得金屬線條固化溫度有望低至200～300℃。正是這些優(yōu)點(diǎn)，噴墨印刷技術(shù)會(huì)在PCB工業(yè)中迅速得到推廣和應(yīng)用，并將成為PCB產(chǎn)品生產(chǎn)的主流，給PCB工業(yè)帶來(lái)革命性的變革與進(jìn)步。