電路板(PCB)印刷制作中的許多步驟都使用了減成法(照相平版法)地圖印刷,在這種方法中,銅被蝕刻掉,僅留下需要的電路結(jié)構(gòu)。這種方法已在工業(yè)中應(yīng)用多年,且在其他領(lǐng)域也有應(yīng)用。現(xiàn)代的多層PCB就包括許多這樣的減成法處理過程,因為每一步減成法處理過程都包括很多步驟承印材料,所以電路板的制作成本很高,而且整個制作過程的靈活性很低。此外,出于對浪費以及資源的重復(fù)使用等方面的考慮,減成法的使用受到了極大的限制。
20世紀(jì)70年代,噴墨印刷技術(shù)出現(xiàn)并得到廣泛應(yīng)用。從連接到個人電腦的小型桌面打印機到用于海報生產(chǎn)的大幅面打印機印刷商巡禮,其電子驅(qū)動、打印頭設(shè)計以及油墨配方都得到了極大改善。噴墨成像技術(shù)作為一種主流電子成像方法,不僅廣泛應(yīng)用于紙張成像,而且應(yīng)用于其他各種工業(yè)生產(chǎn)中,如塑膠電子、顯示器、3D圖像、醫(yī)學(xué)設(shè)備、包裝、快速成型等。
噴墨印刷已經(jīng)用于PCB工業(yè)中PCB的圖文印刷,而這一工作傳統(tǒng)上是由絲網(wǎng)印刷完成的。該技術(shù)也用于PCB制作的其他步驟。下面將逐一進行介紹。
蝕刻蒙版印刷
蝕刻蒙版印刷是數(shù)字印刷技術(shù)在PCB印刷中最有利的應(yīng)用之一。它取代了減成法照相平版印刷的多級處理過程書刊印刷,而且不會成為最終的PCB的一部分,所以不需要限定油墨作為最終的印刷電路產(chǎn)品的一部分。對于多層電路板,蝕刻蒙版噴墨印刷的優(yōu)勢更加突出,這種印刷能夠在現(xiàn)有電路板上精確套準(zhǔn),而且由于與照相平版印刷中排列的蒙版有關(guān)包裝貿(mào)易,使產(chǎn)量的增加成為可能。
很明顯,蝕刻蒙版噴墨印刷是激光直接成像技術(shù)的有利競爭對手。激光成像技術(shù)毫無疑問能夠形成出色的形體尺寸,有許多不可取代的優(yōu)勢,但其制作步驟較復(fù)雜,固定設(shè)備成本十分昂貴。
蝕刻蒙版技術(shù)在PCB上的成功應(yīng)用有許多關(guān)鍵的技術(shù)上的考慮。
(1)設(shè)備設(shè)計以及UV固化流體的配方。這是成功進行印刷的關(guān)鍵組成要素。
(2)銅表面的準(zhǔn)備。一般通過微蝕刻或刮擦除去銅表面多余的氧化物或鈍化物投資采購,提高銅的表面能,因此能夠增強低黏度油墨迅速鋪展的傾向。其中,刮擦能夠產(chǎn)生細微紋溝,通過毛細管作用,能夠進一步促進油墨的鋪展;而微蝕刻同樣會形成粗糙的表面商業(yè)印刷,通過毛細管作用也能促進油墨鋪展。為了克服這一問題,美國攝影技術(shù)實驗所PTL開發(fā)了一種預(yù)處理表面,它在除去氧化物后的銅表面上的鋪展非常簡單,而且能夠形成具有適當(dāng)表面能的平滑表面。在蝕刻過程中,預(yù)處理不妨礙后序的蝕刻處理而且對蝕刻蒙版的黏著力沒有負面影響。
(3)流體的固化必須保證蝕刻蒙版能夠經(jīng)受蝕刻處理(通常為酸性)書刊印刷,而且在剝膜處理(通常為堿性)中易去除。這是通過固化程度的處理來實現(xiàn)的。