用于环保PCB蚀刻工艺的喷墨印刷

Erik Reddington S.

产品线管理器,Interconnect Technologie

Krishna Balantrapu.

产品经理,互连技术

2016年8月11日

由于印刷电路板(PCB)变得越来越复杂,公差变小,制造商必须通过提高过程能力来保持速度。同样,价格压力通过改善效率和产量来驱动消除业务的成本。工程师长期以来一直梦想直接将图像写入板作为消除工艺步骤的手段。这些驱动因素以及新市场的需求以及光伏,液晶显示器,印刷品和塑料电子等新市场的需求,使喷墨印花等过程带到了前沿。

喷墨印刷的承诺是,与传统的光刻过程相比,它是一种添加剂,大大减少了材料废物。该技术的数字性质允许直接CAD-LOAS处理和过程中的图像补偿。光掩模随着相关的流程成本和存储要求而被淘汰。喷墨印刷也是一种非接触方法,因此是脆弱和/或薄基底的理想技术。

图像组件

图1:用于PCB蚀刻工艺的喷墨打印

除了消除光掩模生成过程之外,还消除了下游的开发过程步骤,可以节省水,能量,废物处理过程和维护时间。总的来说,它是比传统方法更环保的过程。在材料和过程方面,喷墨成像与传统的光刻技术有比传统的光刻技术更好。例如,在用于光刻的标准干膜工艺中,必须通过将漆器浇铸到丙酮,醇或MEK等溶剂载体上的聚酯片上来生产抗蚀剂本身。干膜漆为30%至50%的固体,意味着50%至70%是必须蒸发和处理的挥发性有机含量(VOC),通常通过燃烧。甚至液体光学图像(LPI)抗蚀剂含有高达65%的溶剂。

喷墨墨水,如道德电子解决方案Lithojet™223墨水例如,是100%固体,因此在制造或使用期间没有进化VOC。当使用干膜作为蚀刻抗蚀剂时,大约50%以上的材料被扩展为废物。相比之下,仅沉积喷墨墨水,所以废物很小。另外,施加喷墨油墨的典型厚度为15至30微米,而干膜为30至75微米。基于这些数字,喷墨工艺仅使用大约30%的干膜工艺材料,这意味着浪费70%的材料较少。干膜工艺还需要光掩模产生和抗蚀剂,以及相关的水,化学和能源使用以及劳动力。额外的包装,如盒子,塑料芯,端部支撑和盖板进一步加入到总材料的总体干膜过程中。

大多数喷墨蚀刻抗蚀剂用于PCB制造的抗蚀剂墨水产品是相变蜡墨水或UV固化液体油墨,但具有缺点:它们分别太软或太多。Dow的Lithojet™223墨水在墨水设计中使用不同的方法,结合了两种墨水类型的理想属性。虽然不是真实的相变反应,但是油墨的冷却在印刷后的短时间内将其固定在短时间内,允许墨水钉在很小的展开时,无论表面条件如何。墨水沉积物的高度和宽度取决于墨水特性,基板特性和打印头功能(主要是跌落尺寸)。在适当的喷射条件下,这些油墨能够产生75微米或更小的特征。墨水也非常坚硬,在紫外线固化后自由,耐化学耐抗性。硬度测量通常为3小时至4h,结果比大多数液体或干膜光致抗蚀剂更难以损坏。耐化学性对酸和碱基的蚀刻剂也非常好。

想要了解更多有关用于高级包装应用的喷墨打印吗?我们的LithoJet™专家将可与PCB西部的客户见面,该客户于2016年9月13日至13日在Santa Clara会议中心进行。

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