喷墨技术在印刷线路板领域的应用

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1、喷墨技术在印刷线路板领域的应用喷墨技术在印刷线路板领域的应用一、喷墨型电路技术概述印刷线路板（PCB）最初起源就是以印刷制程制作电路板的电路图型，只是后来因为对于线路的解析度要求提高，而印刷制程又无法满足，故改以具有较高线路解析度的黄光微影制程取代。不过近年印刷技术不断的改良，一些先进的印刷术如喷墨（InkJetPrinting）、网印（ScreenPrinting）、平版印刷（FlexographyPrinting）及凹版印刷（GravurePrinting），可以将线路印制的解析度由数百um提升到数十u

2、m让使用印刷术进行线路制作又重新获得探讨。近年不断强调的绿色环保制程也是另一个拉升印刷术广为讨论的原因，因为印刷术的使用可以减少电路制作过程中材料的浪费，同时可以减缩制程的步骤达到节能及减废。印制技术具有的优点如下。1.制程步骤减少：可将电路板线路制作的上光阻、曝光、显影、蚀刻以及光阻剥离步骤减缩，改以印制光阻、导体线路以及绝缘材料在基板上，免除使用工作底片以及光罩。2.材料使用减少：可以减少光阻、显影液、蚀刻液以及剥膜剂等化学药剂的使用，同时也免除制程的废弃物及废液的处理。3.制程转换容易：可直接藉由电脑

3、数位化处理，直接将所要的线路印制在基材上，不用再配合产品的不同而准备光置以及模具及设备。4.细线化线路：黄光制程的PCB线路制程能力为L/S=3mil/3mil，研发能力为2mil/2mil，印制线路若是搭配良好的材料及设备可以达到1mil/1mil的解析度。5.低成本制程：可以减少光阻、显影液、蚀刻液以及剥膜剂等化学药剂的使用，减少材料成本，此外因为制程步骤减少，也可以增加厂房空间使用弹性。以喷墨技术制作PCB的实例当以EPSON为范例，EPSON利用喷墨原有技术进行改良，目前已有CBIT（Circuit

4、BoardInnovationbyInkJetTechnology）透过其量产的喷墨机台搭配金属导体及绝缘材料在PI上做十层板，并以此为基础选定COF为首例标的。二、市场概况1.市场规模喷墨技术制作线路能否成功的应用于PCB线路制作，影响因子分别有制程、成本、材料进行观察。制程：喷墨技术目前还在持续发展中，PCB是需要大量快速生产的行业，所以喷墨技术的生产速度及良率能否与现有黄光制程相同，或更佳会是影响能否在未来取代黄光制程成为主流的原因。成本：由于喷墨技术仍在发展中，目前的材料以及设备的成本都相当高，所以

5、材料以及设备的成本都偏高，未来能够降低的幅度有多大，会是影响其能否进入主流市场原因之一。材料：导电油墨是否可以与设备达到良好配合，包括黏度/流量以及分子量、不会堵住喷墨头、导电油墨的奈米金属导体配方，目前已商品化的材料以使用银Ag的材料为主，因为铜还必需要克服氧化的问题。但是银为贵金属、价格高，能否降低成本或是开发奈米铜的导电浆体将是重点。因为材料是由金属粉体浆化制成，在喷墨线路后仍需要经过烧结，但也因为混合其它物质浆化让金属粉体分布平均，所以使的烧结过的导体线路有阻抗的问题存在，故过细的线路电性的传导就会

6、产生问题，故也因为这个原因初期仅能运用在不讲求细线路的一般家电用单/双面板为主。因为以上种种限制，所以PCB厂商对于采用喷墨技术裹足不前，也让喷墨技术发展的资讯在市场上高度不透明，阻隔了对喷墨技术有兴趣想尝试的厂商投入，故IEK预估在2012年之前仅有极少数厂商利用喷墨技术，应用在PCB上光阻以及用以标示PCB上其它零组件的位置。使用喷墨技术用于线路制作仅止于研发以及原型产品的生产，且成功开发的厂商相当少，真正要能够将IJP用于制作导电线路的产品也以线宽线距70um~100um的单、双面软板以及硬板为主，超

7、过100um的线路产品考量成本会以网印技术进行生产，故让喷墨技术制造的PCB市场成长相当缓慢。预估2012年全球使用喷墨技术用在电路板导电线路制作上的市场规模可以达到0.09百万美元，2013年市场规模可以达到0.5百万美元，如图1。2012年之前?大多数的厂商仅止于试制品，不会量产。到2013年喷墨技术对电路板产业仍仅为尝试性的新技术，能否在2013年之后有机会导入到较宽线路电路板的应用，仍需要仰赖材料特性、材料及设备成本以及喷头所能够制作的线路宽窄而订。三、投资喷墨线路基板要件PCB厂商是否愿意以喷墨技

8、术进行PCB的生产，需要考量厂商的营运策略、以及喷墨技术本身的材料、设备发展情况。1.营运策略PCB厂商本身所生产的产品类型会影响是否适合导入喷墨线路生产技术，目前的喷墨线路制作导体线路，目前还不够成熟以致无法量产，若在未来五年之内可以量产，也会以应用在层数低、线路宽、导体要求阻抗较宽松的产品上，所以商品化的初期较有机会出现在单、双面板以及RFID基板上，由于这些产品的线路较宽，对线路的阻抗要求也较宽松较有机会切