印刷線路板(PCB)最初起源就是以印刷制程制作電路板的電路圖型,只是后來因?yàn)閷?duì)于線路的解析度要求提高,而印刷制程又無法滿足,故改以具有較高線路解析度的黃光微影制程取代。
不過近年印刷技術(shù)不斷的改良,一些先進(jìn)的印刷術(shù)如噴墨(InkJetPrinting)、網(wǎng)印(ScreenPrinting)、平版印刷(FlexographyPrinting)及凹版印刷(GravurePrinting),可以將線路印制的解析度由數(shù)百um提升到數(shù)十um讓使用印刷術(shù)進(jìn)行線路制作又重新獲得探討。近年不斷強(qiáng)調(diào)的綠色環(huán)保制程也是另一個(gè)拉升印刷術(shù)廣為討論的原因,因?yàn)橛∷⑿g(shù)的使用可以減少電路制作過程中材料的浪費(fèi),同時(shí)可以減縮制程的步驟達(dá)到節(jié)能及減廢。印制技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)如下。
1.制程步驟減少:可將電路板線路制作的上光阻、曝光、顯影、蝕刻以及光阻剝離步驟減縮,改以印制光阻、導(dǎo)體線路以及絕緣材料在基板上,免除使用工作底片以及光罩。
2.材料使用減少:可以減少光阻、顯影液、蝕刻液以及剝膜劑等化學(xué)藥劑的使用,同時(shí)也免除制程的廢棄物及廢液的處理。
3.制程轉(zhuǎn)換容易:可直接藉由電腦數(shù)位化處理,直接將所要的線路印制在基材上,不用再配合產(chǎn)品的不同而準(zhǔn)備光置以及模具及設(shè)備。
4.細(xì)線化線路:黃光制程的PCB線路制程能力為L(zhǎng)/S=3mil/3mil,研發(fā)能力為2mil/2mil,印制線路若是搭配良好的材料及設(shè)備可以達(dá)到1mil/1mil的解析度。
5.低成本制程:可以減少光阻、顯影液、蝕刻液以及剝膜劑等化學(xué)藥劑的使用,減少材料成本,此外因?yàn)橹瞥滩襟E減少,也可以增加廠房空間使用彈性。
以噴墨技術(shù)制作PCB的實(shí)例當(dāng)以Epson為范例,Epson利用噴墨原有技術(shù)進(jìn)行改良,目前已有CBIT(CircuitBoardInnovationbyInkJetTechnology)透過其量產(chǎn)的噴墨機(jī)臺(tái)搭配金屬導(dǎo)體及絕緣材料在PI上做十層板,并以此為基礎(chǔ)選定COF為首例標(biāo)的。
二、市場(chǎng)概況
1.市場(chǎng)規(guī)模
噴墨技術(shù)制作線路能否成功的應(yīng)用于PCB線路制作,影響因子分別有制程、成本、材料進(jìn)行觀察。
制程:噴墨技術(shù)目前還在持續(xù)發(fā)展中,PCB是需要大量快速生產(chǎn)的行業(yè),所以噴墨技術(shù)的生產(chǎn)速度及良率能否與現(xiàn)有黃光制程相同,或更佳會(huì)是影響能否在未來取代黃光制程成為主流的原因。
成本:由于噴墨技術(shù)仍在發(fā)展中,目前的材料以及設(shè)備的成本都相當(dāng)高,所以材料以及設(shè)備的成本都偏高,未來能夠降低的幅度有多大,會(huì)是影響其能否進(jìn)入主流市場(chǎng)原因之一。
材料:導(dǎo)電油墨是否可以與設(shè)備達(dá)到良好配合,包括黏度/流量以及分子量、不會(huì)堵住噴墨頭、導(dǎo)電油墨的奈米金屬導(dǎo)體配方,目前已商品化的材料以使用銀Ag的材料為主,因?yàn)殂~還必需要克服氧化的問題。但是銀為貴金屬、價(jià)格高,能否降低成本或是開發(fā)奈米銅的導(dǎo)電漿體將是重點(diǎn)。
因?yàn)椴牧鲜怯山饘俜垠w漿化制成,在噴墨線路后仍需要經(jīng)過燒結(jié),但也因?yàn)榛旌掀渌镔|(zhì)漿化讓金屬粉體分布平均,所以使的燒結(jié)過的導(dǎo)體線路有阻抗的問題存在,故過細(xì)的線路電性的傳導(dǎo)就會(huì)產(chǎn)生問題,故也因?yàn)檫@個(gè)原因初期僅能運(yùn)用在不講求細(xì)線路的一般家電用單/雙面板為主。
因?yàn)橐陨戏N種限制,所以PCB廠商對(duì)于采用噴墨技術(shù)裹足不前,也讓噴墨技術(shù)發(fā)展的資訊在市場(chǎng)上高度不透明,阻隔了對(duì)噴墨技術(shù)有興趣想嘗試的廠商投入,故IEK預(yù)估在2012年之前僅有極少數(shù)廠商利用噴墨技術(shù),應(yīng)用在PCB上光阻以及絲網(wǎng)印刷用以標(biāo)示PCB上其它零組件的位置。使用噴墨技術(shù)用于線路制作僅止于研發(fā)以及原型產(chǎn)品的生產(chǎn),且成功開發(fā)的廠商相當(dāng)少,真正要能夠?qū)JP用于制作導(dǎo)電線路的產(chǎn)品也以線寬線距70um~100um的單、雙面軟板以及硬板為主,超過100um的線路產(chǎn)品考量成本會(huì)以網(wǎng)印技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn),故讓噴墨技術(shù)制造的PCB市場(chǎng)成長(zhǎng)相當(dāng)緩慢。預(yù)估2012年全球使用噴墨技術(shù)用在電路板導(dǎo)電線路制作上的市場(chǎng)規(guī)模可以達(dá)到0.09百萬美元,2013年市場(chǎng)規(guī)??梢赃_(dá)到0.5百萬美元,如圖1。2012年之前?大多數(shù)的廠商僅止于試制品,不會(huì)量產(chǎn)。到2013年噴墨技術(shù)對(duì)電路板產(chǎn)業(yè)仍僅為嘗試性的新技術(shù),能否在2013年之后有機(jī)會(huì)導(dǎo)入到較寬線路電路板的應(yīng)用,仍需要仰賴材料特性、材料及設(shè)備成本以及噴頭所能夠制作的線路寬窄而訂。
不過近年印刷技術(shù)不斷的改良,一些先進(jìn)的印刷術(shù)如噴墨(InkJetPrinting)、網(wǎng)印(ScreenPrinting)、平版印刷(FlexographyPrinting)及凹版印刷(GravurePrinting),可以將線路印制的解析度由數(shù)百um提升到數(shù)十um讓使用印刷術(shù)進(jìn)行線路制作又重新獲得探討。近年不斷強(qiáng)調(diào)的綠色環(huán)保制程也是另一個(gè)拉升印刷術(shù)廣為討論的原因,因?yàn)橛∷⑿g(shù)的使用可以減少電路制作過程中材料的浪費(fèi),同時(shí)可以減縮制程的步驟達(dá)到節(jié)能及減廢。印制技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)如下。
1.制程步驟減少:可將電路板線路制作的上光阻、曝光、顯影、蝕刻以及光阻剝離步驟減縮,改以印制光阻、導(dǎo)體線路以及絕緣材料在基板上,免除使用工作底片以及光罩。
2.材料使用減少:可以減少光阻、顯影液、蝕刻液以及剝膜劑等化學(xué)藥劑的使用,同時(shí)也免除制程的廢棄物及廢液的處理。
3.制程轉(zhuǎn)換容易:可直接藉由電腦數(shù)位化處理,直接將所要的線路印制在基材上,不用再配合產(chǎn)品的不同而準(zhǔn)備光置以及模具及設(shè)備。
4.細(xì)線化線路:黃光制程的PCB線路制程能力為L(zhǎng)/S=3mil/3mil,研發(fā)能力為2mil/2mil,印制線路若是搭配良好的材料及設(shè)備可以達(dá)到1mil/1mil的解析度。
5.低成本制程:可以減少光阻、顯影液、蝕刻液以及剝膜劑等化學(xué)藥劑的使用,減少材料成本,此外因?yàn)橹瞥滩襟E減少,也可以增加廠房空間使用彈性。
以噴墨技術(shù)制作PCB的實(shí)例當(dāng)以Epson為范例,Epson利用噴墨原有技術(shù)進(jìn)行改良,目前已有CBIT(CircuitBoardInnovationbyInkJetTechnology)透過其量產(chǎn)的噴墨機(jī)臺(tái)搭配金屬導(dǎo)體及絕緣材料在PI上做十層板,并以此為基礎(chǔ)選定COF為首例標(biāo)的。
二、市場(chǎng)概況
1.市場(chǎng)規(guī)模
噴墨技術(shù)制作線路能否成功的應(yīng)用于PCB線路制作,影響因子分別有制程、成本、材料進(jìn)行觀察。
制程:噴墨技術(shù)目前還在持續(xù)發(fā)展中,PCB是需要大量快速生產(chǎn)的行業(yè),所以噴墨技術(shù)的生產(chǎn)速度及良率能否與現(xiàn)有黃光制程相同,或更佳會(huì)是影響能否在未來取代黃光制程成為主流的原因。
成本:由于噴墨技術(shù)仍在發(fā)展中,目前的材料以及設(shè)備的成本都相當(dāng)高,所以材料以及設(shè)備的成本都偏高,未來能夠降低的幅度有多大,會(huì)是影響其能否進(jìn)入主流市場(chǎng)原因之一。
材料:導(dǎo)電油墨是否可以與設(shè)備達(dá)到良好配合,包括黏度/流量以及分子量、不會(huì)堵住噴墨頭、導(dǎo)電油墨的奈米金屬導(dǎo)體配方,目前已商品化的材料以使用銀Ag的材料為主,因?yàn)殂~還必需要克服氧化的問題。但是銀為貴金屬、價(jià)格高,能否降低成本或是開發(fā)奈米銅的導(dǎo)電漿體將是重點(diǎn)。
因?yàn)椴牧鲜怯山饘俜垠w漿化制成,在噴墨線路后仍需要經(jīng)過燒結(jié),但也因?yàn)榛旌掀渌镔|(zhì)漿化讓金屬粉體分布平均,所以使的燒結(jié)過的導(dǎo)體線路有阻抗的問題存在,故過細(xì)的線路電性的傳導(dǎo)就會(huì)產(chǎn)生問題,故也因?yàn)檫@個(gè)原因初期僅能運(yùn)用在不講求細(xì)線路的一般家電用單/雙面板為主。
因?yàn)橐陨戏N種限制,所以PCB廠商對(duì)于采用噴墨技術(shù)裹足不前,也讓噴墨技術(shù)發(fā)展的資訊在市場(chǎng)上高度不透明,阻隔了對(duì)噴墨技術(shù)有興趣想嘗試的廠商投入,故IEK預(yù)估在2012年之前僅有極少數(shù)廠商利用噴墨技術(shù),應(yīng)用在PCB上光阻以及絲網(wǎng)印刷用以標(biāo)示PCB上其它零組件的位置。使用噴墨技術(shù)用于線路制作僅止于研發(fā)以及原型產(chǎn)品的生產(chǎn),且成功開發(fā)的廠商相當(dāng)少,真正要能夠?qū)JP用于制作導(dǎo)電線路的產(chǎn)品也以線寬線距70um~100um的單、雙面軟板以及硬板為主,超過100um的線路產(chǎn)品考量成本會(huì)以網(wǎng)印技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn),故讓噴墨技術(shù)制造的PCB市場(chǎng)成長(zhǎng)相當(dāng)緩慢。預(yù)估2012年全球使用噴墨技術(shù)用在電路板導(dǎo)電線路制作上的市場(chǎng)規(guī)模可以達(dá)到0.09百萬美元,2013年市場(chǎng)規(guī)??梢赃_(dá)到0.5百萬美元,如圖1。2012年之前?大多數(shù)的廠商僅止于試制品,不會(huì)量產(chǎn)。到2013年噴墨技術(shù)對(duì)電路板產(chǎn)業(yè)仍僅為嘗試性的新技術(shù),能否在2013年之后有機(jī)會(huì)導(dǎo)入到較寬線路電路板的應(yīng)用,仍需要仰賴材料特性、材料及設(shè)備成本以及噴頭所能夠制作的線路寬窄而訂。





