數(shù)字噴墨打印技術給pcb產業(yè)帶來的機遇與應用(編輯修改稿)
2025-08-10 15:22 本頁面
【文章內容簡介】 明顯提高PCB產品的阻焊和字符圖形的位置精確度，能很好地改善PCB板質量和提高產品合格率。阻焊噴鍍通常被認為是噴墨印刷最簡單的應用，因為PCB的覆蓋率非常高。（2）導電性油墨采用噴墨印制法制造PCB導線和導電圖形的主要工藝，如圖3所示，即對絕緣基板先進行表面處理，然后通過打印頭將納米金屬油墨噴印在基板表面上，再低溫燒結固化成型，便形成金屬布線的電路板。多層線路板采用噴墨印制的工藝流程是采用超級噴墨打印機把金屬納米油墨噴印到無銅箔的基板上形成平面的線路層，然后在這層平面上噴印連接凸塊，即層間的導通柱或電阻也是采用噴墨制成，用于層間連接，然后采用噴墨打印，形成層間的絕緣層，即絕緣材質也可以用噴墨打印形成，然后再在絕緣層上形成第二層的導電線路，依此類推，便可形成所需層數(shù)的多層電路板，即全印制電子的印制電路板。與傳統(tǒng)PCB所需的昂貴設備不同，噴墨印制技術的主要設備只是一臺噴墨打印機。噴墨印刷系統(tǒng)主要由噴頭、承印物和必要的傳動控制系統(tǒng)構成。噴頭和承印物之間處于非接觸的狀態(tài)。噴頭射出的微小墨滴直接附著于承印物上，形成圖文。當然不是普通辦公用的噴墨打印機能滿足全印制電子的要求，噴墨打印機對噴嘴和承印物本身也是有較高的要求。如在日本和美國市場已經推出的并用于PCB生產規(guī)模化的噴墨印刷設備，其主要性能和要求包括以下幾個方面。（1）噴墨頭（嘴），由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度。分辨率與對應的墨滴尺寸見表4。（2）生產效率，要求噴墨打印機生產PCB的效率能夠滿足PCB規(guī)?；a要求，如500mm600mm，（20in24in）的在制板應在20s~60s之間完成，即在單位時間內可形成PCB在制板的數(shù)量，它關系到是否能進行規(guī)模化生產和成本問題。目前市場化的產品有日本CicroCrafPrintar公司的GreenjetTM系列等產品。MJ6151系列噴墨印刷機，其印刷的分辨率為300dpi~600dpi，噴射墨滴量最小為30pL，形成的線寬在80μm~150μm之間，只能滿足一般PCB線路密度的要求。因此必須要開發(fā)更小的噴射墨滴量，達到更高的噴印分辨率，才能獲得更小的線寬。如果印刷的分辨率為1200dpi~2400dpi，噴射墨滴量最小為3pL~6pL，則線寬可達到5μm~20μm。目前，已經在推出“超級”噴墨打印機，可以量產12μm~20μm、甚至達到3μm~5μm線寬的水平，那么噴墨打印技術很快就可用于PCB產品規(guī)?；a了。用于全印制電子電路的主要材料包括油墨（導電、非導電、其他油墨）和承載物（基材，絕緣介質）。關鍵材料——油墨。用于噴墨打印的油墨不同于常規(guī)的油墨（特別是黏度和觸變性）。對于全部采用“數(shù)字噴墨打印技術”直接生產PCB所用的導電油墨，必須是納米級金屬（如銀、金、銅等）顆粒的油墨才能保證在低溫條件下進行燒結，并達到金屬導體的導電率。用于印制電路板噴印的油墨中，非導電性油墨最重要的性能是黏度和觸變性，而導電油墨的最關鍵性能是其中的金屬顆粒（如銀、金、銅等）要達到納米級。納米粒子一般是指顆粒尺寸是在1nm~100nm范圍內的超微粒子，納米粒子的制備方法很多，總體上分為兩大類：物理法和化學法。而以物料的狀態(tài)來分，可分為固相法、氣相法、液相法三大類。目前金屬納米油墨主要用液相法，包括沉淀法、溶膠凝膠法、微乳液法、溶劑熱合成法、溶液蒸發(fā)和熱分解法、電化學法、模板合成法、表面活性劑法、微波合成法、超聲波合成法、光化學合成法、還有粉末包覆法、原位生成法、摻雜法等方法。納米金屬油墨須滿足噴墨成型工藝所需的物理、化學性能要求才能被用于全印制電子電路的制備中，具體要求見表5。目前制備納米金屬油墨的主要材料是金、銀、銅、鈀、鉑、鎳等任一種純金屬微粒及其化物或合金。其中，由于銀因具有最高的電導率（107s/m）和熱導率（45016
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