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喷墨印刷在电路板印刷中的应用

2015年11月26日08:28 PCB SMT网

电路板(PCB)印刷制作中的许多步骤都使用了减成法(照相平版法)地图印刷,在这种方法中,铜被蚀刻掉,仅留下需要的电路结构。这种方法已在工业中应用多年,且在其他领域也有应用。现代的多层PCB就包括许多这样的减成法处理过程,因为每一步减成法处理过程都包括很多步骤承印材料,所以电路板的制作成本很高,而且整个制作过程的灵活性很低。此外,出于对浪费以及资源的重复使用等方面的考虑,减成法的使用受到了极大的限制。

20世纪70年代,喷墨印刷技术出现并得到广泛应用。从连接到个人电脑的小型桌面打印机到用于海报生产的大幅面打印机印刷商巡礼,其电子驱动、打印头设计以及油墨配方都得到了极大改善。喷墨成像技术作为一种主流电子成像方法,不仅广泛应用于纸张成像,而且应用于其他各种工业生产中,如塑胶电子、显示器、3D图像、医学设备、包装、快速成型等。

喷墨印刷已经用于PCB工业中PCB的图文印刷,而这一工作传统上是由丝网印刷完成的。该技术也用于PCB制作的其他步骤。下面将逐一进行介绍。

蚀刻蒙版印刷

蚀刻蒙版印刷是数字印刷技术在PCB印刷中最有利的应用之一。它取代了减成法照相平版印刷的多级处理过程书刊印刷,而且不会成为最终的PCB的一部分,所以不需要限定油墨作为最终的印刷电路产品的一部分。对于多层电路板,蚀刻蒙版喷墨印刷的优势更加突出,这种印刷能够在现有电路板上精确套准,而且由于与照相平版印刷中排列的蒙版有关包装贸易,使产量的增加成为可能。

很明显,蚀刻蒙版喷墨印刷是激光直接成像技术的有利竞争对手。激光成像技术毫无疑问能够形成出色的形体尺寸,有许多不可取代的优势,但其制作步骤较复杂,固定设备成本十分昂贵。

蚀刻蒙版技术在PCB上的成功应用有许多关键的技术上的考虑。

(1)设备设计以及UV固化流体的配方。这是成功进行印刷的关键组成要素。

(2)铜表面的准备。一般通过微蚀刻或刮擦除去铜表面多余的氧化物或钝化物投资采购,提高铜的表面能,因此能够增强低黏度油墨迅速铺展的倾向。其中,刮擦能够产生细微纹沟,通过毛细管作用,能够进一步促进油墨的铺展;而微蚀刻同样会形成粗糙的表面商业印刷,通过毛细管作用也能促进油墨铺展。为了克服这一问题,美国摄影技术实验所PTL开发了一种预处理表面,它在除去氧化物后的铜表面上的铺展非常简单,而且能够形成具有适当表面能的平滑表面。在蚀刻过程中,预处理不妨碍后序的蚀刻处理而且对蚀刻蒙版的黏着力没有负面影响。

(3)流体的固化必须保证蚀刻蒙版能够经受蚀刻处理(通常为酸性)书刊印刷,而且在剥膜处理(通常为碱性)中易去除。这是通过固化程度的处理来实现的。

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