2.噴墨印刷設備

目前，噴墨印刷設備不僅僅局限于辦公用噴墨打印機方面，已經進入了專業(yè)化的階段。如在日本和美國市場推出的用于滿足PCB生產規(guī)?；蟮膰娔∷⒃O備。在噴墨印刷機中的主要性能和要求包括以下幾個方面。

(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度。

(2)生產效率，即在單位時間內可形成“在制板”數量，它關系到是否能進行規(guī)?；a和成本問題。目前市場化的產品有日本CicroCraft k.k.的MJ6151系列和美國的Printar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，則線寬可達到5～20μm，如圖1所示為更細線寬的噴印圖形的放大圖。對于“金屬納米級油墨”來說，必須開發(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，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：①抗蝕/抗鍍墨水，用于取代傳統(tǒng)干膜與濕膜;②阻焊、字符(含介質層)等墨水，取代常規(guī)的阻焊、字符(介質層/絕緣層)等油墨;③直接噴印形成導電圖形/線路的金屬顆粒墨水(其中納米級金屬顆粒墨水方能完成滿足低溫燒結要求的優(yōu)質導電的精細圖形和導線)。在這三大類用于印刷電路板噴印的墨水中，第一類和第二類墨水最重要的性能是黏度和觸變性，而第三類墨水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。

噴墨印刷技術在PCB工業(yè)中的應用

伴隨著“專用”(產業(yè)化)的和“超級噴墨”技術的出現，噴射用的打印頭和專用墨水，特別是納米級墨水的改進和突破，現在利用這些高端技術，如超級噴印機和納米銀顆粒油墨等，已經可以得到精細的3～5μm的線寬/間距。這些技術、工藝和應用條件的不斷成熟和普及，為噴墨印刷技術在PCB領域中的推廣應用提供了基礎和保證。噴墨印刷技術在PCB工業(yè)中的應用主要體現在以下幾個方面。

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

第二，全部采用噴墨印刷技術直接生產PCB產品，即在基板上噴印導電圖形、低溫燒結、噴印介質層、噴印填導通孔、低溫燒結、噴印導電圖形等，以重復形成滿足要求的積層板。由于可以噴墨印刷各種無機、有機材料，因此各種電子功能結構材料可以通過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程、一種嶄新的加工工藝，用于顯示器、信號板、傳感器、光電池等方面。

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

雖然利用噴墨印刷技術開發(fā)生產PCB產品還沒有進入大規(guī)模工業(yè)化生產，但是它可以極大地簡化PCB的生產過程和縮短生產周期。采用噴墨印刷技術只需要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設備和節(jié)省成本，能夠達到節(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，實現了綠色生產;而且這種方式不用掩模，十分靈活，生產過程幾乎無“三廢”，線條精細，可適用于剛性板和撓性基體，可以實現生產方式的高度自動化，多噴頭并行動作，從而提高生產能力；可用于三維封裝，可實現有源和無源等功能件的集成；同時由于金屬納米材料的低熔點，使得金屬線條固化溫度有望低至200～300℃。正是這些優(yōu)點，噴墨印刷技術會在PCB工業(yè)中迅速得到推廣和應用，并將成為PCB產品生產的主流，給PCB工業(yè)帶來革命性的變革與進步。