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構。這種方法已在工業中應用多年,且在其他領域也有應用。現代的多層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70年代,噴墨印刷技術出現并得到廣泛應用。從連接到個人電腦的小型桌面打印機到用于海報生產的大幅面打印機印刷商巡禮,其電子驅動、打印頭設計以及油墨配方都得到了極大改善。噴墨成像技術作為一種主流電子成像方法,不僅廣泛應用于紙張成像,而且應用于其他各種工業生產中,如塑膠電子、顯示器、3D圖像、醫學設備、包裝、快速成型等。
噴墨印刷已經用于PCB工業中PCB的圖文印刷,而這一工作傳統上是由絲網印刷完成的。該技術也用于PCB制作的其他步驟。下面將逐一進行介紹。
蝕刻蒙版印刷
蝕刻蒙版印刷是數字印刷技術在PCB印刷中最有利的應用之一。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品的一部分。對于多層電路板,蝕刻蒙版噴墨印刷的優勢更加突出,這種印刷能夠在現有電路板上精確套準,而且由于與照相平版印刷中排列的蒙版有關包裝貿易,使產量的增加成為可能。
很明顯,蝕刻蒙版噴墨印刷是激光直接成像技術的有利競爭對手。激光成像技術毫無疑問能夠形成出色的形體尺寸,有許多不可取代的優勢,但其制作步驟較復雜,固定設備成本十分昂貴。
蝕刻蒙版技術在PCB上的成功應用有許多關鍵的技術上的考慮。
(1)設備設計以及UV固化流體的配方。這是成功進行印刷的關鍵組成要素。
(2)銅表面的準備。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,美國攝影技術實驗所PTL開發了一種預處理表面,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表面能的平滑表面。在蝕刻過程中,預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的。