柔性電路數字印刷的導電油墨技術
發布時間：2024-06-08 點擊：144
新工藝
可印式導電金屬材料往往須在材料的流變性和傳導性之間做出折衷。用來在印刷和粘附基底期間提供流動性的粘結劑和載體影響了最終復合層的傳導性，并阻止電流經過導線。
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要求限制的途徑。導電油墨技術（cit）開發了一種工藝，其中將催化墨印在基底上，并將紫外線進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性，但其對金屬層的無電鍍沉積發揮著催化劑作用。
已印刷的固化基底被浸入商業可用的無電解鍍槽內，并對基槽頂部厚金屬層進行沉積處理。這種由兩個階段組成的工藝使電鍍槽得以分別為適應不同基底材料和不同印刷工具而得到最優化，并不影響最終工序的傳導性。該工藝可使用大部分標準無電鍍金屬，其中包括鎳、鈷和鈀，但使用最普遍和最廣泛的是銅。可在線內執行該工藝的兩個階段，或在之后執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（相當于大體積銅）之間，其在10分鐘左右的電鍍過程中會產生30歐姆的薄膜電阻。通常電阻系數是大體積金屬（銅）的2.5倍，但據電鍍槽和所用條件而定。
cit工藝的最佳傳導范圍大于10歐姆（相當于1.5至2微米的大體積銅）。它適用于廣泛應用，其中包括超高頻無線射頻識別（uhf rfid）、鍵盤膜、低電流pcb（信號）、低功率加熱器組件、廣泛的傳感器應用及許多其它柔性和剛性應用。若需要更高的傳導性和更大的載流量，還可執行工藝后電鍍。
噴墨印刷分辨率
cit工藝專為像由賽爾、柯尼卡美能達和spectra生產的壓電可控制噴印式印刷頭而設計。這些印刷頭的通常原始分辨率在每英寸大約180個到360個噴嘴，其專為以高于每英寸360個點的分辨率印刷而設計，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微米或更小的數字印刷尺寸。
數字制造系統
廣泛系統可用于柔性電路的數字生產。位于該范圍低端部分的是諸如dimatix的dmp系列等小型開發系統。此類印刷機將通過采用即拋型16個噴嘴印刷頭，以不同分辨率生產a4紙張。由于印刷頭上的噴嘴數量較少，因而此類系統的產量較低，但其可完美地用于開發和精確研究。
諸如xennia科技推出的x4000系列或柯尼卡美能達推出的xy100等系統將更加適用于生產。這些系統也基于a4格式，其采用諸如 xaar omnidot系列或柯尼卡美能達km512系列等較大型工業印刷頭。這些系統的印刷帶寬高達70毫米，生產率高達每分鐘1至2平方米。類似系統也可提供 1米或更長的寬度，生產率據印刷頭和所需配置而定。
cit還與普雷科聯手開發了用于對柔性電路和無線射頻識別（rfid）天線進行線內卷帶式生產的窄網數字印刷工具--metaljet 6000。該系統可在140毫米平臺上進行印刷和固化，并可執行我們的專利電鍍模塊，它大大減少了對網絡材料進行線內無電解鍍所需具備的足跡大小和復雜度。當前的印刷頭技術使該系統能以每毫秒0.56（等于每分鐘4.7平方米）的速度生產柔性電路，其生產諸如uhf rfid天線等產品的通常速度為每毫秒0.3（等于每分鐘2.5平方米）。該系統具模組性，可進行相關配置以提高生產速度和/或沉積厚度。
這些解決方案在多數情況下，提交cad圖可使10平方米單層板的通常周轉時間不超過1小時。
總結
新數字技術提供了采用nre最少的快速工藝生產中小批量規模pcb的加成、免加工方法。將噴射特點和油墨粘附性從材料電特性中分離出來的能力提供了對導線傳導性的獨立控制。采用噴墨印刷作為一種生產方法提供了高產能和簡短的周轉時間，并未增添前端加工成本。
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已印刷的固化基底被浸入商業可用的無電解鍍槽內，并對基槽頂部厚金屬層進行沉積處理。這種由兩個階段組成的工藝使電鍍槽得以分別為適應不同基底材料和不同印刷工具而得到最優化，并不影響最終工序的傳導性。該工藝可使用大部分標準無電鍍金屬，其中包括鎳、鈷和鈀，但使用最普遍和最廣泛的是銅。可在線內執行該工藝的兩個階段，或在之后執行無電解鍍作為批次處理。
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cit工藝專為像由賽爾、柯尼卡美能達和spectra生產的壓電可控制噴印式印刷頭而設計。這些印刷頭的通常原始分辨率在每英寸大約180個到360個噴嘴，其專為以高于每英寸360個點的分辨率印刷而設計，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微米或更小的數字印刷尺寸。
數字制造系統
廣泛系統可用于柔性電路的數字生產。位于該范圍低端部分的是諸如dimatix的dmp系列等小型開發系統。此類印刷機將通過采用即拋型16個噴嘴印刷頭，以不同分辨率生產a4紙張。由于印刷頭上的噴嘴數量較少，因而此類系統的產量較低，但其可完美地用于開發和精確研究。
諸如xennia科技推出的x4000系列或柯尼卡美能達推出的xy100等系統將更加適用于生產。這些系統也基于a4格式，其采用諸如 xaar omnidot系列或柯尼卡美能達km512系列等較大型工業印刷頭。這些系統的印刷帶寬高達70毫米，生產率高達每分鐘1至2平方米。類似系統也可提供 1米或更長的寬度，生產率據印刷頭和所需配置而定。
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總結
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