印制電路板中加成法制備技術(shù)進(jìn)展分析

林鋼

（廣東汕頭超聲電子股份有限公司，廣東 汕頭 515000）

0 引言

探究印制電路板當(dāng)中的加成法制備技術(shù)，主要是由于現(xiàn)階段印制電路板已成為電氣連接支撐的主要載體，隨著電子元件的飛速發(fā)展，在很大程度上拓寬了印制電路板的發(fā)展空間。積極探究印制電路板中的加成法制備技術(shù)，積極研發(fā)全新的制備材料，優(yōu)化和改進(jìn)制備技術(shù)，給印制電路板行業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 印制電路板加成法制備技術(shù)簡介

加成法制備技術(shù)是在規(guī)定的區(qū)域選擇，對(duì)金屬的沉積進(jìn)行處理，省略金屬化步驟，主要制作超精細(xì)線路運(yùn)用到電子元件當(dāng)中，這樣的超精細(xì)線路通常情況下寬度≤30μm。加成法制備技術(shù)具備良好的實(shí)用性，特別是和先進(jìn)的技術(shù)有效融合，研制出諸多加成法制備技術(shù)種類[1]。

2 加成法制備技術(shù)

加成法制備技術(shù)先在固定的區(qū)域進(jìn)行金屬沉淀，不需要全部都進(jìn)行金屬化操作，符合制作線寬小于30μm的超精細(xì)線路。相關(guān)研究人員在當(dāng)前具備的技術(shù)基礎(chǔ)上，研制全新的材料和工藝過程，以此提升加成法制備技術(shù)的實(shí)用性，快速達(dá)到工業(yè)化[2]。在現(xiàn)階段制作技術(shù)當(dāng)中，由于全新的材料和制作過程存在的差異，可以把加成法區(qū)分成3D打印、圖形轉(zhuǎn)移以及傳統(tǒng)印刷電子等諸多技術(shù)，具體技術(shù)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

2.1 傳統(tǒng)印刷電子技術(shù)

近幾年印刷技術(shù)當(dāng)中的加成法受到人們的廣泛關(guān)注，也有相關(guān)人員對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行諸多的探究。印刷電子技術(shù)是在印刷原理的基礎(chǔ)上研發(fā)出的電子制造技術(shù)，在利用溶劑溶解電子材料之后，把電子材料制作成類油墨，通過以往的印刷技術(shù)，把具有導(dǎo)電功能的類油墨放置到承印物上，利用有關(guān)的圖形化方案，創(chuàng)建導(dǎo)電圖形，用來制備電子電路以及元件。制作成本非常低，同時(shí)具備諸多的新技術(shù)特點(diǎn)，可以更加靈活地定制，能夠和諸多種類以及表面結(jié)構(gòu)不同的承印物很快融合。屬于一種更加方便快捷并且性價(jià)比很高的電子元件技術(shù)。根據(jù)轉(zhuǎn)移類油墨的方法不同，可以把印刷電子技術(shù)分成諸多種類，比如凹版、凸版以及絲網(wǎng)等印刷技術(shù)。這些印刷方法之間的不同主要是它們轉(zhuǎn)移類油墨的方法不一樣，所匹配的印刷精度、設(shè)備工作原理和油墨類型等都具有自身的特點(diǎn)，人們通常會(huì)針對(duì)實(shí)際需求選擇。

2.2 基底表面處理技術(shù)

運(yùn)用過去的印刷電子技術(shù)，主要是在以往技術(shù)的基礎(chǔ)上，選擇和類油墨符合的承印物，其他不符合的承印物上沒有辦法吸附上類油墨，無法和油墨很好地融合，導(dǎo)致沒有辦法產(chǎn)生規(guī)定導(dǎo)電圖形。所以相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要改性絕緣基底表面規(guī)定范圍，在進(jìn)行改性之后的區(qū)域會(huì)出現(xiàn)催化劑沉積，再經(jīng)過活化，化學(xué)鍍?cè)诮^緣基底表面出現(xiàn)具有導(dǎo)電功能的金屬圖案。改性主要有X射線輻射接枝、光致共價(jià)接枝和等離子改性等方式[3]。實(shí)際改性處理結(jié)合基底表面區(qū)域狀況選取實(shí)際的改性處理方式。

2.3 3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)是一種快速成型的技術(shù)，以速度為核心，加快印制電路板的制備速度，是一種在數(shù)字模型文件基礎(chǔ)上，通過塑料和粉末狀金屬等可以黏合的材料，利用逐層打印的方法來創(chuàng)建產(chǎn)品的技術(shù)。通過定義可以指導(dǎo)，3D打印技術(shù)自身就包含加成法的特點(diǎn)，把各種導(dǎo)電金屬根據(jù)規(guī)定的圖形直接打印在基底上，產(chǎn)生導(dǎo)電圖形，完成印制電路板的制作。

2.4 圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)

加成法中包含了線路轉(zhuǎn)移法，但是這種技術(shù)方法和市場中的諸多加成法也有一定的不同，雖然都是在基底表面上直接制作出線路，但是此項(xiàng)技術(shù)方式主要是在導(dǎo)體上制作出線路，之后轉(zhuǎn)移到中間過渡體上，再利用生產(chǎn)覆銅板的方式將線路和基底表面黏合，制作出印制電路板。圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)的加工工藝與當(dāng)前使用的印制電路板廠相同[4]。這一技術(shù)在市場中的應(yīng)用比較廣泛，是主要的印制線路板技術(shù)方式。

2.5 激光柔性布線技術(shù)

激光技術(shù)是來源于20世紀(jì)，當(dāng)前在各個(gè)領(lǐng)域中被大力推廣以及廣泛應(yīng)用。此技術(shù)的主要是在加成法制備技術(shù)的基礎(chǔ)上延伸而來的，核心就是激光技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以得到廣泛運(yùn)用的主要原因是它自身具備的各種優(yōu)勢以及特點(diǎn)。在印制電路板的時(shí)，其中包括的布線操作十分復(fù)雜，通過激光柔性布線的方法，可以最大限度發(fā)揮出激光束的作用和優(yōu)勢。激光柔性布線技術(shù)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）制版具有極高的精準(zhǔn)度，激光束的光斑比較小，非常容易控制，能夠使導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)微米級(jí)；（2）具有靈活的特點(diǎn)，可以在柔性化以及各種場合中運(yùn)用。和計(jì)算機(jī)控制有效融合，能夠更加便捷地形成較為復(fù)雜的圖形線路；（3）可以進(jìn)行小批量或者單件的生產(chǎn)，這樣能夠在很大程度上降低投入成本。此項(xiàng)技術(shù)在今后的印制電路板發(fā)展過程中具有十分廣闊的空間。激光柔性布線技術(shù)在實(shí)際操作過程中主要分為以下幾點(diǎn)：①氣相法。這一方法的核心是利用激光的方式進(jìn)行誘導(dǎo)，以此完成化學(xué)氣相的沉積。②液相法。主要是利用激光實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍，之后完成化學(xué)氣相的沉積。③固相法。主要包含熱噴涂、激光薄膜轉(zhuǎn)移以及激光微熔覆等。

3 新材料研發(fā)

以上論述是在加成法的創(chuàng)新型技術(shù)基礎(chǔ)上，調(diào)整工藝當(dāng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)或者多個(gè)環(huán)節(jié)的步驟，合理有效地處理在制作印制電路板過程中出現(xiàn)的各種問題。除此之外，研發(fā)人員積極研制新型材料，調(diào)整、優(yōu)化以及研制全新的加成法制備技術(shù)，下面主要是講解幾種新型材料[5]。

運(yùn)用以及革新印制電路板中的加成法制備技術(shù)，在研發(fā)出諸多制備技術(shù)的過程中，還可以制作出大量的全新材料。材料不僅對(duì)制備質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生直接的影響，還會(huì)對(duì)技術(shù)的運(yùn)用起到?jīng)Q定性的作用。加成法當(dāng)中的新材料主要有光敏聚合物和電油墨等。在印制電路板的過程中，導(dǎo)電油墨是一種十分重要的材料，在制作導(dǎo)電油墨的時(shí)候要用到一些功能性的材料，包括金屬粉末和半導(dǎo)體材料等，把這些材料融合到樹脂黏接劑當(dāng)中，在進(jìn)行處理之后生成具備流動(dòng)特點(diǎn)的油墨材料。運(yùn)用光敏聚合物，可以在印制電路板中產(chǎn)生干膜，以便后續(xù)的基底處理工作。把它放置到365到436nm紫外線下，在紫外線照射下，光敏聚合物會(huì)產(chǎn)生光致反應(yīng)，緊接著把它浸泡到催化劑當(dāng)中，要確保溫度處于二十五到六十?dāng)z氏度，浸泡一百二十秒就可以了，消除之后吹干干膜，之后再將其浸泡到活化液中，這一過程的目的是對(duì)其進(jìn)行熱活化加工，使印制電路板的基底圖形更加清楚。之后就是進(jìn)行鍍液操作，這樣就能夠保證光敏聚合物上金屬圖形的清楚。光敏聚合物具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，能夠吸附基底全部的金屬離子，利用化學(xué)鍍處理之后，就能夠形成電路板所需的導(dǎo)電圖形[6]。浸泡化學(xué)溶劑形成類油墨，利用加成法制備技術(shù)對(duì)其進(jìn)行活化以及顯影處理，最終獲取印制電路板所需的圖形材料。把聚酰亞胺膜在氯化鐵溶液與氧化氫溶液中進(jìn)行浸泡，可以形成mmol/m2量級(jí)過氧基團(tuán)以及氯化亞鐵，將聚酰亞胺膜浸泡到含有聚3，4－乙撐二氧噻吩的溶液當(dāng)中，相互之間產(chǎn)生反應(yīng)，生成聚3，4－乙撐二氧噻吩膜，促使PI表面的電阻降低到400Ω，在紫外線的照射下，降低PEDOT的導(dǎo)電性能，可以透過掩膜生成導(dǎo)電圖形。在電解池當(dāng)中，導(dǎo)電聚3，4－乙撐二氧噻吩能夠傳輸電子進(jìn)而還原銅離子，沉積在導(dǎo)電聚3，4－乙撐二氧噻吩的表面，產(chǎn)生針狀的晶核，之后再形成紡錘晶、連續(xù)銅箔以及織晶，把導(dǎo)電圖形改變成銅線圖形。

4 展望

在加成法制備技術(shù)的基礎(chǔ)上，改革制作過程和研發(fā)新型材料，以此創(chuàng)建出全新的制作技術(shù)，同時(shí)探究了加成法制備技術(shù)的優(yōu)勢、不足和發(fā)展空間，具體表現(xiàn)在以下方面。加成法制備技術(shù)的優(yōu)勢主要是制作過程比較短，加工簡捷，投入成本不高，沒有太嚴(yán)重的污染；利用化學(xué)沉銅，鍍層具有較好的分散能力，適合生產(chǎn)小孔徑高密度板以及多層板。加成法制備技術(shù)的不足主要是使用單一的化學(xué)鍍，速度比較慢；另外基材表面和化學(xué)鍍之間的融合力不強(qiáng)。所以，現(xiàn)階段此項(xiàng)技術(shù)還不完善，可靠性和精準(zhǔn)性還需要進(jìn)一步提升，但同樣也是最具有前瞻性的制備精細(xì)線路的技術(shù)之一。我們國家的印制電路板產(chǎn)業(yè)效益逐年增長，必須要牢牢抓住現(xiàn)階段可穿戴電子設(shè)備以及智能設(shè)備的發(fā)展方向，同時(shí)還有大規(guī)模集成電路行業(yè)的改革機(jī)會(huì)，明確印制線路板行業(yè)的發(fā)展趨勢，研發(fā)出有關(guān)全新材料和計(jì)算機(jī)模擬的綜合設(shè)計(jì)技術(shù)，促進(jìn)我們國家的印制線路板行業(yè)更加穩(wěn)定快速的發(fā)展。

5 結(jié)語

印制電路板具有非常廣闊的發(fā)展空間，在運(yùn)用和革新加成法制備技術(shù)的過程中，積極完善制作電路板的環(huán)節(jié)，不斷優(yōu)化制備技術(shù)。根據(jù)具體的制備需求，選取合適的加成法，避免出現(xiàn)多余的制作步驟，合理控制制備電路板的費(fèi)用消耗。特別是在3D打印、圖形轉(zhuǎn)移和基底表面處理等技術(shù)的支撐下，根據(jù)全新的制備材料，積極優(yōu)化加成法制備技術(shù)，加強(qiáng)加成法的完整度和制備技術(shù)的準(zhǔn)確度，進(jìn)而提升印制電路板制備的可靠性，促進(jìn)印制電路板制備社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的提升。