柔性電路數(shù)字印刷的導(dǎo)電油墨技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2024-06-08 點(diǎn)擊：86
新工藝
可印式導(dǎo)電金屬材料往往須在材料的流變性和傳導(dǎo)性之間做出折衷。用來在印刷和粘附基底期間提供流動(dòng)性的粘結(jié)劑和載體影響了最終復(fù)合層的傳導(dǎo)性，并阻止電流經(jīng)過導(dǎo)線。
但有一種工藝提供了使加成制備和基底粘附不受印刷部分傳導(dǎo)要求限制的途徑。導(dǎo)電油墨技術(shù)（cit）開發(fā)了一種工藝，其中將催化墨印在基底上，并將紫外線進(jìn)行固化以提供一種快速加工而成的粘著基層。該基層本身不具備傳導(dǎo)性，但其對(duì)金屬層的無電鍍沉積發(fā)揮著催化劑作用。
已印刷的固化基底被浸入商業(yè)可用的無電解鍍槽內(nèi)，并對(duì)基槽頂部厚金屬層進(jìn)行沉積處理。這種由兩個(gè)階段組成的工藝使電鍍槽得以分別為適應(yīng)不同基底材料和不同印刷工具而得到最優(yōu)化，并不影響最終工序的傳導(dǎo)性。該工藝可使用大部分標(biāo)準(zhǔn)無電鍍金屬，其中包括鎳、鈷和鈀，但使用最普遍和最廣泛的是銅。可在線內(nèi)執(zhí)行該工藝的兩個(gè)階段，或在之后執(zhí)行無電解鍍作為批次處理。
銅的通常增長率范圍在每分鐘20納米到每分鐘90納米（相當(dāng)于大體積銅）之間，其在10分鐘左右的電鍍過程中會(huì)產(chǎn)生30歐姆的薄膜電阻。通常電阻系數(shù)是大體積金屬（銅）的2.5倍，但據(jù)電鍍槽和所用條件而定。
cit工藝的最佳傳導(dǎo)范圍大于10歐姆（相當(dāng)于1.5至2微米的大體積銅）。它適用于廣泛應(yīng)用，其中包括超高頻無線射頻識(shí)別（uhf rfid）、鍵盤膜、低電流pcb（信號(hào)）、低功率加熱器組件、廣泛的傳感器應(yīng)用及許多其它柔性和剛性應(yīng)用。若需要更高的傳導(dǎo)性和更大的載流量，還可執(zhí)行工藝后電鍍。
噴墨印刷分辨率
cit工藝專為像由賽爾、柯尼卡美能達(dá)和spectra生產(chǎn)的壓電可控制噴印式印刷頭而設(shè)計(jì)。這些印刷頭的通常原始分辨率在每英寸大約180個(gè)到360個(gè)噴嘴，其專為以高于每英寸360個(gè)點(diǎn)的分辨率印刷而設(shè)計(jì)，其滴量在約40 pl以下。此類印刷分辨率通常可提供等同于聚酯或聚酰亞胺基底上100微米線寬的尺寸。然而，新一代灰度印刷頭支持低至32 pl左右的可變滴量，這使其獲得了約50微米或更小的數(shù)字印刷尺寸。
數(shù)字制造系統(tǒng)
廣泛系統(tǒng)可用于柔性電路的數(shù)字生產(chǎn)。位于該范圍低端部分的是諸如dimatix的dmp系列等小型開發(fā)系統(tǒng)。此類印刷機(jī)將通過采用即拋型16個(gè)噴嘴印刷頭，以不同分辨率生產(chǎn)a4紙張。由于印刷頭上的噴嘴數(shù)量較少，因而此類系統(tǒng)的產(chǎn)量較低，但其可完美地用于開發(fā)和精確研究。
諸如xennia科技推出的x4000系列或柯尼卡美能達(dá)推出的xy100等系統(tǒng)將更加適用于生產(chǎn)。這些系統(tǒng)也基于a4格式，其采用諸如 xaar omnidot系列或柯尼卡美能達(dá)km512系列等較大型工業(yè)印刷頭。這些系統(tǒng)的印刷帶寬高達(dá)70毫米，生產(chǎn)率高達(dá)每分鐘1至2平方米。類似系統(tǒng)也可提供 1米或更長的寬度，生產(chǎn)率據(jù)印刷頭和所需配置而定。
cit還與普雷科聯(lián)手開發(fā)了用于對(duì)柔性電路和無線射頻識(shí)別（rfid）天線進(jìn)行線內(nèi)卷帶式生產(chǎn)的窄網(wǎng)數(shù)字印刷工具--metaljet 6000。該系統(tǒng)可在140毫米平臺(tái)上進(jìn)行印刷和固化，并可執(zhí)行我們的專利電鍍模塊，它大大減少了對(duì)網(wǎng)絡(luò)材料進(jìn)行線內(nèi)無電解鍍所需具備的足跡大小和復(fù)雜度。當(dāng)前的印刷頭技術(shù)使該系統(tǒng)能以每毫秒0.56（等于每分鐘4.7平方米）的速度生產(chǎn)柔性電路，其生產(chǎn)諸如uhf rfid天線等產(chǎn)品的通常速度為每毫秒0.3（等于每分鐘2.5平方米）。該系統(tǒng)具模組性，可進(jìn)行相關(guān)配置以提高生產(chǎn)速度和/或沉積厚度。
這些解決方案在多數(shù)情況下，提交cad圖可使10平方米單層板的通常周轉(zhuǎn)時(shí)間不超過1小時(shí)。
總結(jié)
新數(shù)字技術(shù)提供了采用nre最少的快速工藝生產(chǎn)中小批量規(guī)模pcb的加成、免加工方法。將噴射特點(diǎn)和油墨粘附性從材料電特性中分離出來的能力提供了對(duì)導(dǎo)線傳導(dǎo)性的獨(dú)立控制。采用噴墨印刷作為一種生產(chǎn)方法提供了高產(chǎn)能和簡短的周轉(zhuǎn)時(shí)間，并未增添前端加工成本。
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印刷企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)代化管理四個(gè)階段
印刷灰平衡調(diào)節(jié)
2013年日本數(shù)字印刷機(jī)銷量有所下降
可印式導(dǎo)電金屬材料往往須在材料的流變性和傳導(dǎo)性之間做出折衷。用來在印刷和粘附基底期間提供流動(dòng)性的粘結(jié)劑和載體影響了最終復(fù)合層的傳導(dǎo)性，并阻止電流經(jīng)過導(dǎo)線。
但有一種工藝提供了使加成制備和基底粘附不受印刷部分傳導(dǎo)要求限制的途徑。導(dǎo)電油墨技術(shù)（cit）開發(fā)了一種工藝，其中將催化墨印在基底上，并將紫外線進(jìn)行固化以提供一種快速加工而成的粘著基層。該基層本身不具備傳導(dǎo)性，但其對(duì)金屬層的無電鍍沉積發(fā)揮著催化劑作用。
已印刷的固化基底被浸入商業(yè)可用的無電解鍍槽內(nèi)，并對(duì)基槽頂部厚金屬層進(jìn)行沉積處理。這種由兩個(gè)階段組成的工藝使電鍍槽得以分別為適應(yīng)不同基底材料和不同印刷工具而得到最優(yōu)化，并不影響最終工序的傳導(dǎo)性。該工藝可使用大部分標(biāo)準(zhǔn)無電鍍金屬，其中包括鎳、鈷和鈀，但使用最普遍和最廣泛的是銅。可在線內(nèi)執(zhí)行該工藝的兩個(gè)階段，或在之后執(zhí)行無電解鍍作為批次處理。
銅的通常增長率范圍在每分鐘20納米到每分鐘90納米（相當(dāng)于大體積銅）之間，其在10分鐘左右的電鍍過程中會(huì)產(chǎn)生30歐姆的薄膜電阻。通常電阻系數(shù)是大體積金屬（銅）的2.5倍，但據(jù)電鍍槽和所用條件而定。
cit工藝的最佳傳導(dǎo)范圍大于10歐姆（相當(dāng)于1.5至2微米的大體積銅）。它適用于廣泛應(yīng)用，其中包括超高頻無線射頻識(shí)別（uhf rfid）、鍵盤膜、低電流pcb（信號(hào)）、低功率加熱器組件、廣泛的傳感器應(yīng)用及許多其它柔性和剛性應(yīng)用。若需要更高的傳導(dǎo)性和更大的載流量，還可執(zhí)行工藝后電鍍。
噴墨印刷分辨率
cit工藝專為像由賽爾、柯尼卡美能達(dá)和spectra生產(chǎn)的壓電可控制噴印式印刷頭而設(shè)計(jì)。這些印刷頭的通常原始分辨率在每英寸大約180個(gè)到360個(gè)噴嘴，其專為以高于每英寸360個(gè)點(diǎn)的分辨率印刷而設(shè)計(jì)，其滴量在約40 pl以下。此類印刷分辨率通常可提供等同于聚酯或聚酰亞胺基底上100微米線寬的尺寸。然而，新一代灰度印刷頭支持低至32 pl左右的可變滴量，這使其獲得了約50微米或更小的數(shù)字印刷尺寸。
數(shù)字制造系統(tǒng)
廣泛系統(tǒng)可用于柔性電路的數(shù)字生產(chǎn)。位于該范圍低端部分的是諸如dimatix的dmp系列等小型開發(fā)系統(tǒng)。此類印刷機(jī)將通過采用即拋型16個(gè)噴嘴印刷頭，以不同分辨率生產(chǎn)a4紙張。由于印刷頭上的噴嘴數(shù)量較少，因而此類系統(tǒng)的產(chǎn)量較低，但其可完美地用于開發(fā)和精確研究。
諸如xennia科技推出的x4000系列或柯尼卡美能達(dá)推出的xy100等系統(tǒng)將更加適用于生產(chǎn)。這些系統(tǒng)也基于a4格式，其采用諸如 xaar omnidot系列或柯尼卡美能達(dá)km512系列等較大型工業(yè)印刷頭。這些系統(tǒng)的印刷帶寬高達(dá)70毫米，生產(chǎn)率高達(dá)每分鐘1至2平方米。類似系統(tǒng)也可提供 1米或更長的寬度，生產(chǎn)率據(jù)印刷頭和所需配置而定。
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這些解決方案在多數(shù)情況下，提交cad圖可使10平方米單層板的通常周轉(zhuǎn)時(shí)間不超過1小時(shí)。
總結(jié)
新數(shù)字技術(shù)提供了采用nre最少的快速工藝生產(chǎn)中小批量規(guī)模pcb的加成、免加工方法。將噴射特點(diǎn)和油墨粘附性從材料電特性中分離出來的能力提供了對(duì)導(dǎo)線傳導(dǎo)性的獨(dú)立控制。采用噴墨印刷作為一種生產(chǎn)方法提供了高產(chǎn)能和簡短的周轉(zhuǎn)時(shí)間，并未增添前端加工成本。
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