摘要：回顧了絲網(wǎng)印刷應(yīng)用于印制電路板制作的發(fā)展歷程，列舉了近十年來網(wǎng)印機(jī)材的進(jìn)步，其中對部分國產(chǎn)PCB印料作了較為詳細(xì)的介紹。指出只有絲網(wǎng)印刷材料、設(shè)備和工藝的創(chuàng)新才能使其向高科技領(lǐng)域拓展，在PCB制造業(yè)中占有優(yōu)勢。對目前PCB工藝的缺陷和新的工藝的設(shè)想也作了論述。
一、關(guān)于印制電路板
了解印制電路板(PrintedCircuitBoard簡稱PCB)首先要了解何謂印制線路和印制電路。
所謂印制線路是指在絕緣基材上，提供元器件之間電氣連接的導(dǎo)電圖形，它不包括印制元件。
所謂印制電路是指在絕緣基材上，按預(yù)定設(shè)計制成印制線路、印制元件或由兩者組合而成的導(dǎo)電圖形。
印制電路或印制線路的成品板稱為PCB。
PCB是電子工業(yè)重要的基礎(chǔ)電子部件。幾乎每一種電子設(shè)備，小到電子手表、計算器，大到每秒鐘運(yùn)行億萬次的巨型電子計算機(jī)、通訊電子設(shè)備以及宇宙飛行器，只要有集成電路等電子元器件，為了它們之間電氣互連，都離不開PCB?？梢哉f在一切電子產(chǎn)品特別是智能化電子產(chǎn)品的研制過程中，最基本的成功因素是該產(chǎn)品的PCB設(shè)計、文件編制和制造技術(shù)。
PCB在各種電子設(shè)備中有如下功能：
1提供集成電路等各種電子元器件固定、裝配的機(jī)械支撐。
2實(shí)現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接或電絕緣。提供所要求的電氣特性，如特性阻抗等。
3為自動錫焊提供阻焊圖形，為元器件插裝、檢查、維修提供識別字符和圖形。
電子設(shè)備采用PCB后，由于同一類PCB的一致性，從而避免了人工接線的差錯，并可實(shí)現(xiàn)電子元器件自動插裝或貼裝、自動錫焊、自動檢測。保證了電子設(shè)備的質(zhì)量，提高了勞動生產(chǎn)率，降低了成本，并便于維修。
PCB從單面發(fā)展到雙面、多層和撓性，并仍保持各自的發(fā)展趨勢。由于不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發(fā)展，不斷縮小體積、減輕成本、提高性能，使得PCB在未來電子設(shè)備的發(fā)展過程中仍然保持強(qiáng)大的生命力。
二、印制電路板制作中的絲網(wǎng)印刷
1“擠”的啟示
絲網(wǎng)印刷能夠進(jìn)入PCB行業(yè)，曾經(jīng)經(jīng)歷過一段非常曲折的過程。在90年代前，長約20年的時間里，PCB業(yè)界對絲網(wǎng)印刷并沒有什么“好感”，當(dāng)時的PCB專家、學(xué)者給絲網(wǎng)印刷所作的結(jié)論是“絲網(wǎng)印刷不適宜精密PCB制造”。例如，科學(xué)出版社出版的《印制電路技術(shù)》(1987年5月第1版，北京)一書中就寫道：“絲網(wǎng)漏印技術(shù)適用于分辨率和尺寸精度要求不太高的‘印制——蝕刻’和圖形電鍍制造印制板?！睂?shí)事求是地說，當(dāng)時的絲網(wǎng)印刷確實(shí)不具備為精密PCB制作服務(wù)的能力。例如70年代，筆者以絲網(wǎng)印刷制作PCB阻焊圖形，對阻焊網(wǎng)印印版制作時所付出的艱辛至今還記憶猶新。當(dāng)時，由于市場上沒有好的制版材料(如網(wǎng)版感光膠)銷售，我們只好以漆膜轉(zhuǎn)移法制作阻焊網(wǎng)印印版。
漆膜轉(zhuǎn)移法制作阻焊網(wǎng)印印版的工藝簡述如下。
(1)以照相法獲得阻焊圖形的陽圖照相底片。
(2)配制PVA(聚乙烯醇)液態(tài)感光抗蝕劑(膠)。
(3)以離心甩膠法為敷銅箔板(PCB基材)涂布PVA感光抗蝕劑。
(4)曝光→顯影→堅(jiān)膜→修版→蝕刻。
注：(1)～(4)為傳統(tǒng)PCB制作工藝。
(5)多次噴漆，直到將敷銅箔板上經(jīng)蝕刻后的凹處以漆膜填滿(敷銅箔板板面上的漆膜要清除干凈)。
注：(1)～(5)實(shí)際上是為阻焊網(wǎng)印印版制作模板。
(6)將噴好漆(圖形需修整好)的阻焊模板與絲網(wǎng)網(wǎng)版貼緊，在絲網(wǎng)版的刮印面用溶劑(松節(jié)油)快速擦拭，直到阻焊模板上的漆膜全部轉(zhuǎn)移到絲網(wǎng)版上。
(7)在漆膜轉(zhuǎn)移過程中，漆膜很難完整地轉(zhuǎn)移到絲網(wǎng)版上，所以，需要對轉(zhuǎn)移后的網(wǎng)版圖形(漆膜)進(jìn)行修整，而這種修整方法將會使阻焊圖形的精度受到極大的損害。
上面，筆者僅僅是很簡單地介紹了阻焊網(wǎng)印印版的制作過程，它的繁瑣、低效、高成本、高勞動強(qiáng)度等弊病已躍然紙上，以這樣的工藝在PCB制造中運(yùn)作很難被PCB工作者所接受，也不可能使絲網(wǎng)印刷在PCB制造業(yè)中立住腳。正因?yàn)槿绱?，絲網(wǎng)印刷在PCB制造業(yè)中的地位不僅不高而且岌岌可危。70年代后期，當(dāng)阻焊干膜問世以后，以絲網(wǎng)印刷制作PCB阻焊圖形的工藝就極其自然地受到PCB制造業(yè)的冷落。
除了在制作PCB阻焊印版上所表現(xiàn)出的“低能”之外，在PCB抗蝕圖形的制作過程中，絲網(wǎng)印刷也曾與其它PCB制作工藝發(fā)生過激烈的碰撞。60～70年代，PCB抗蝕劑有蛋白膠、骨膠、PVA等，使用蛋白膠時必須上紅粉(氧化鐵和松香的混合物)，因此，工藝極為復(fù)雜，實(shí)際上很少采用。骨膠有令人難聞的臭味，易發(fā)霉，容易受潮，因此難顯影，尤其在潮濕的氣候條件下更是如此。
另外，骨膠光固化后的膠膜吸潮后易脫落，因此限制了它的使用。70年代初至中期，PCB抗蝕劑應(yīng)用最多的為PVA，到后期美國杜邦公司的抗蝕干膜問世以及國產(chǎn)抗蝕干膜相繼投產(chǎn)，PCB制作中的抗蝕劑基本上為PVA和抗蝕干膜。在這期間，絲網(wǎng)印刷也曾試圖擠入PCB抗蝕圖形制作的工藝，應(yīng)該肯定，當(dāng)時這種想法是值得大加贊揚(yáng)的。然而，實(shí)際上絲網(wǎng)印刷在這個“戰(zhàn)場”上戰(zhàn)績不佳。究其原因，主要是抗蝕印料的不成功。初期的抗蝕印料主要成分為瀝青(加少許溶劑)，盡管這類印料具有較好的抗蝕特性，但由于其對敷銅箔板和環(huán)境的嚴(yán)重污染和對操作人員身體健康的影響等等嚴(yán)重缺陷，使得以絲網(wǎng)印刷制作抗蝕圖形的工藝不被看好，PCB工作者更愿意采用PVA或抗蝕干膜。
回顧絲網(wǎng)印刷在PCB制造技術(shù)中的應(yīng)用的曲折過程，我們可以深刻地感覺到在一種似乎很不經(jīng)意的氛圍中，包括絲網(wǎng)印刷在內(nèi)的各種應(yīng)用技術(shù)在PCB制作工藝中的激烈碰撞，在這種碰撞中，是擠進(jìn)去還是被擠出來，全看自身的實(shí)力。這段時期的絲網(wǎng)印刷之所以處于慘兮兮的景況之中，實(shí)為自身實(shí)力太差、技不如人。絲網(wǎng)印刷如果想在PCB制造中立住腳跟并爭取有更大的作為就必須苦練“內(nèi)功”、創(chuàng)造優(yōu)勢，沒有雄厚的技術(shù)優(yōu)勢即使硬擠也擠不進(jìn)去；只有可能被無情地擠出來。
(待續(xù))
共有 網(wǎng)友評論