涨知识 | 印刷电路板技术发展大起底(2)

采用金属基板(IMS)或金属芯印制电路板，起到发热组件的散热作用，比传统的散热器、风扇冷却缩小体积与降低成本。目前金属基板或金属芯多数是金属铝。铝基电路板的优点有简易经济、电子连接可靠、导热和强度高、无焊接无铅环保等，从消费品到汽车、军品和航天都可设计应用。

挠性、刚挠板技术新趋势

电子设备的小型化、轻薄化，必然大量使用挠性印制电路板(FPCB)和刚挠结合印制电路板(R-FPCB)。

随着应用面的扩大，除了数量增加也会有许多新的性能要求。聚酰亚胺膜有无色透明、白色、黑色和黄色等不同种类，具有高耐热与低CTE性能，以适合不同场合使用。成本效益佳的聚酯薄膜基板同样有市场，新的性能挑战有高弹性、尺寸稳定性、膜表面品质，以及薄膜的光电耦合性和耐环境性等，以满足最终用户不断变化的要求。

FPCB与刚性HDI板一样要适应高速度和高频率信号传输要求，挠性基材的介电常数和介电损耗必须关注，可利用聚四氟乙烯和先进的聚酰亚胺基板构成挠性电路。在/聚酰亚胺树脂中添加无机粉末和碳纤维填料，可产生一种三层结构的可挠曲导热基板。选用无机填料有氮化铝(AlN)、氧化铝(Al 2O3)和六角形氮化硼(HBN)。

FPCB制造技术方面，在聚酰亚胺(PI)膜上直接金属化制造双面FPCB技术一直在发展，有一种分子接合剂水溶液新技术，并不改变PI膜表面粗糙度而可增加与化学沉铜层结合强度。采用PI膜进行分子接合处理后直接化学镀铜，经过半加成法流程制作双面挠性印制线路板，简化工序及有利环保，对结合力、弯曲性和可靠性等都达到要求 。

还有用印刷自催化电子线路技术，以成卷式生产(R2R)，先在PET膜上印刷涂覆具有自催化性的油墨，然后进入化学镀铜槽中，由于油墨具有自催化能力在油墨上沉积铜层，形成铜导体图形，完成PET膜上的金属细线路制作。

FPCB应用市场如智能手机、可穿戴设备、医疗设备、机器人等，对FPCB性能结构提出新要求，开发出FPCB新产品。如超薄挠性多层板，四层FPCB从常规的0.4 mm减薄至约0.2 mm;高速传输挠性板，采用低Dk和低Df聚酰亚胺基材，达到5 Gbps传输速度要求;

大功率挠性板，采用100 μm以上厚导体，以适应高功率大电流电路需要;高散热金属基挠性板是局部使用金属板衬底之R-FPCB;触觉感应性挠性板，由压力传感膜和电极夹在两个聚酰亚胺薄膜之间，组成挠性触觉传感器;可伸缩挠性板或刚挠结合板，其挠性基材为弹性体，金属导线图案的形状改进成为可伸缩。

印制电子技术

印制电子历史很早，只是近几年势头兴盛。印制电子技术应用于印制电路产业，是印制电路技术的一部分。

印制电子不断发展可看到商业应用的前景非常广阔，现在已有PCB制造商投入印制电子，他们从挠性板开始，用印制电子电路(PEC)替代印制电路板(PCB)。印制电子技术最接近FPCB，目前基材和油墨材料繁多，一旦性能与成本有突破就会大量应用，降低成本就会开辟更大的市场。

有机和印制电子的混合系统有助于产业的成长。传统的硅和印制电子组件结合的混合系统，这可能开辟了新的PCB产业。这些混合技术包括大面积光刻、网版印刷或喷墨打印，及挠性PCB技术。

印制电子技术的重要一方面是材料，包括基材和功能性油墨。挠性基材除现有FPCB适用外，也开发更高性能基材，目前有陶瓷和高分子树脂混合构成的高介电基板材料，还有高温基材、低温基材和无色透明基材、黄色基材等。

印制电子除使用一些聚合物材料外，还需功能性油墨材料，主要是导电油墨，不断地向提高导电性、印刷适应性、低成本化发展，目前可供印制电子产品选择的导电油墨种类已很多了。另外还有压电、热电、铁电材料，在印制电子中组合使用能发挥多功能性。

印制电子技术的又一重要方面是印刷工艺与相应的印刷设备，这是传统印刷技术的创新发展。印制电子可以应用不同的印刷方法，如凹版印刷、凸版印刷、网版印刷和喷墨打印。网版印刷已在PCB制造中应用，工艺成熟与成本低，目前是向自动化、高精细化发展。

喷墨打印在PCB制造中应用的范围在扩大，从标记符号、阻焊剂到抗蚀图形，进一步直接打印导电图形;同时喷墨打印向图形高精细化和快速化发展。如新的气溶胶喷射技术明显优于压电式喷印，形成导线达到细精与立体化要求，可以在平面或立体构件上直接打印电子电路及元件。

文章来源：《北京印刷学院学报》 网址: http://www.bjysxyxb.cn/zonghexinwen/2020/0819/367.html