印刷电路板生产用PIXDRO JETX-M喷墨打印机

在2019年美国国际线路板及电子组装技术展览会(IPC APEX Expo 2019)上,梅耶博格凭借印刷电路板(PBC)阻焊油墨喷墨打印解决方案荣获“2018年IPC APEX展会创新奖”。该方案采用了基于PiXDRO打印机的生产专用喷墨打印系统、爱克发(Agfa)独有的DiPaMat阻焊油墨,以及在用于优化PCB表面膜层沉积工艺的先进打印策略。

该产品有哪些创新的亮点?

喷墨打印具有众多令人叹服的独特优势。作为一种非接触式数字化增材制造技术,喷墨打印技术不仅节约材料,而且快速精准、性价比高。不过,迄今为止,该技术尚未完全达到印刷电路板阻焊油墨涂覆对精度以及物理与电气性能的要求。最近,随着喷墨打印技术在这些领域取得的革命性进展,电子行业现在能够充分利用喷墨打印技术的所有技术优势。

梅耶博格与爱克发(Agfa)展开密切合作,开发了一种全面的喷墨解决方案,使阻焊油墨能够准确、可靠地打在印刷电路板上,并满足所有相关行业标准。
此外,这种喷墨打印技术可以使膜层精准地沉积在整个印刷电路板表面,确保在铜线边缘形成厚度可调、质量更佳的覆盖层,从而提高击穿电压。边缘覆盖层的常规厚度在10µm到50µm之间,可通过工艺程序设置软件进行调节,以确保击穿电压达到4000V以上。

采用最先进的打印头,结合尽可能小的墨滴尺寸(2皮升)、高达100kHz的喷射频率以及先进的专利打印算法,膜层能够快速、精确地沉积在印刷电路板上。如果电路板的规格为18 x 24”,那么喷墨打印的速度可达到每小时80面,如果采用更宽的打印头阵列以及优化改进后的工艺,速度还能大幅提升。

此外,由于阻焊油墨可选择性地进行沉积,比如增加铜线表面的油墨,减少PCB基板上的油墨,所以喷墨技术还可节省大量的物料。相较于传统的光刻图案化工艺,喷墨打印技术可节约高达50%的阻焊油墨,且无需使用任何化学显影剂。

每块电路板节省的总成本具体取决于印刷电路板的布局结构和工艺参数,但通常而言,如果将总运行成本(CoO)考虑在内,成本降幅将保持在20%到40%之间。与激光直接成像(LDI)图案化技术相比,成本甚至可以降低达80%。

这项创新成果能够满足哪些需求或应对哪些挑战呢?

对于PCB制造商而言,如何通过减少化学废弃物以及物料与能源消耗等方式来降低其业务活动对环境的影响,是他们面临的一大严峻挑战。喷墨打印智能化应用可节省50%的阻焊油墨、减少80%以上的化学废弃物和用水量,这对于上述目标的达成具有重要意义。同时,由于主要的工艺设备从三台(涂胶、曝光和显影)缩减至了一台(喷墨打印),能耗至少可以降低60%。 

另外,喷墨打印这种数字化增材图案化技术可满足行业对快速产品更改与原型制作的需求,这对于工业、汽车、医疗和航空领域用印刷电路板的制造商尤其具有吸引力。特别值得一提的是,在HMLV(多品种小批量)行业,喷墨打印极大地简化了图案信息生成和保存工作(硬掩模vs数字文件)。

在大规模生产环境中,由于喷墨技术省去了多个传统工艺,特别是曝光和显影工序,因此有望节省大量成本和物料,同时将总运行成本(CoO)降低20%到40%。

相较于传统的光刻技术,喷墨打印面临的挑战是如何保持或提高工艺的稳定性和打印效率。上述喷墨打印解决方案有助于您消除这些疑虑。

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