印刷電子

1.印制技術(shù)的導(dǎo)入簡(jiǎn)化電子產(chǎn)品制造工藝

任何電子設(shè)備必定有相關(guān)元器件和零件組成，通常是由印制板（PCB）承擔(dān)了元器件的支撐和連接作用。印制電子產(chǎn)品兼有PCB作用，可代替PCB。印制電子制造是采用直接印制圖形的方法，與PCB及PCBA(裝配)制造相比基本流程如圖1所示,顯然印制電子比前者工序簡(jiǎn)化約一半。

2.把電子電路與元器件集合在一起，連接可靠

通常的PCB僅是PWB(印制線路板), 成為電路功能的元件是后裝上去的，即由PCBA完成。而印制電子是在基材上既有線路又有元件，都由印制完成，成為真正的電子電路。而且印制電子產(chǎn)品的元件與線路是完整一體，連接可靠性高。

3.產(chǎn)品輕薄、可撓曲，減少體積與重量，適合各種形狀要求

印制電子產(chǎn)品基材以有機(jī)薄膜為主, 具有可撓曲、輕薄的特點(diǎn)，其印制形成的元件是厚膜型的，相比PCB上安裝的元件要輕薄。因此印制電子具有撓性印制板(FPC)的優(yōu)點(diǎn)，又勝過FPC。

4.省料省工，減少成本

印制電子用有機(jī)薄膜和各種油墨材料的成本，低于PCB用覆銅箔板和各種化工材料；印制電子加工過程也少于PCB和PCBA，而且印制電子又可以成卷加工(R2R)；由于加工過程簡(jiǎn)單，印制電子用生產(chǎn)設(shè)備投資也沒有PCB和PCBA復(fù)雜；因此印制電子適合低成本要求。

5.綠色生產(chǎn)，有利環(huán)境保護(hù)

印制電子生產(chǎn)廢棄物極少，不需化學(xué)蝕刻和電鍍工序，幾何沒有廢水，是項(xiàng)清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)。

印刷電子技術(shù)還處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期，但是已顯現(xiàn)其市場(chǎng)規(guī)模具有很大的發(fā)展?jié)摿?。?jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，印刷電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)涉及面很廣，包括能印制形成電路或者電子元器件的有機(jī)、無機(jī)或者合成材料，生成晶體管、顯示器、傳感器、光電管、電池、照明器件、導(dǎo)體和半導(dǎo)體等器件，以及互連電路的工藝與產(chǎn)品。按照IDTechEx、OE-A和臺(tái)灣工研院的資料介紹，印刷電子產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域歸納為下表：

印刷電子學(xué)（Printed electronics），顧名思義，是基于印刷原理的電子學(xué)。更具體一些，是利用傳統(tǒng)的印刷技術(shù)制造電子器件與系統(tǒng)的科學(xué)與技術(shù)。印刷電子制造技術(shù)中使用的“油墨”是具有導(dǎo)電、介電或半導(dǎo)體性質(zhì)的材料。[ ]

—《印刷電子學(xué)》

印刷電子技術(shù)是基于印刷原理的電子制造技術(shù)。在過去的50年中，硅基半導(dǎo)體微電子技術(shù)占據(jù)了電子技術(shù)的絕對(duì)主導(dǎo)地位。但由于硅基集成電路制造技術(shù)的日益復(fù)雜和所需要的巨大投資，硅基集成電路的制造完全壟斷在全世界少數(shù)幾家大公司手中。因此，在過去10多年中對(duì)溶液化有機(jī)與無機(jī)半導(dǎo)體材料的研究開發(fā)，催生了用傳統(tǒng)印刷技術(shù)制造各種電子器件的探索研究。溶液化有機(jī)與無機(jī)半導(dǎo)體材料的最大特點(diǎn)是它們不依賴于基底材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體性質(zhì)，可以以薄膜形態(tài)沉積到任何材料上。沉積的手段可以是蒸發(fā)、旋涂或印刷方式。

由此而產(chǎn)生了不同于硅基微電子學(xué)的一些新的電子學(xué)領(lǐng)域，例如有機(jī)電子學(xué) (Organic electronics)，因?yàn)橛袡C(jī)半導(dǎo)體材料是最早開發(fā)出來的溶液化半導(dǎo)體材料，當(dāng)然有機(jī)半導(dǎo)體材料還包括非溶液化的小分子材料等；塑料電子學(xué)或紙電子學(xué) (Plastic electronics，Paper electronics)，因?yàn)槿芤夯雽?dǎo)體材料可以制作在塑料薄膜或紙張上；柔性電子學(xué) (Flexible electronics)，因?yàn)榛撞牧系娜彳浶圆挥绊戇@類電子器件的工作；透明電子學(xué)（Transparent electronics）,因?yàn)樵S多有機(jī)或無機(jī)電子材料是透明或半透明的，做在玻璃或透明塑料基底材料上可以使整個(gè)電子學(xué)器件或顯示屏透明化；印刷電子學(xué) (Printed electronics)，因?yàn)榇竺娣e或打陣列電子器件可以像傳統(tǒng)報(bào)紙印刷那樣大批量制作。而印刷電子學(xué)則可以涵蓋其他這些特殊電子學(xué)領(lǐng)域。例如，印刷電子既可以印刷無機(jī)電子材料，也可以印刷有機(jī)電子材料（包含了有機(jī)電子學(xué)）；既可以在硅、玻璃、不銹鋼襯底上印刷，也可以在塑料或紙襯底上印刷（包含了塑料電子學(xué)、紙電子學(xué)或透明電子學(xué)）；即可以在剛性襯底上印刷，也可以在柔性襯底上印刷（包含了柔性電子學(xué)）。

印刷電子產(chǎn)品的最大特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)是大面積、柔性化與低成本，與硅基微電子產(chǎn)品形成強(qiáng)烈對(duì)比。印刷制作電子器件所需設(shè)備投資極低，而且印刷電子器件可以制作在任何襯底材料上。盡管印刷制作的電子器件性能不如硅基微電子器件，但成本上的優(yōu)勢(shì)和大面積與柔性化特點(diǎn)使印刷電子技術(shù)仍有硅基微電子器件所不能勝任的大量應(yīng)用領(lǐng)域。有關(guān)印刷電子學(xué)的詳細(xì)介紹，參見《印刷電子學(xué)：材料、技術(shù)及其應(yīng)用》（高教出版社，2012年3月出版）。

印刷電子（PE）與印制電路板（PCB）

印制板多數(shù)是在電子設(shè)備中僅起電子元器件的支撐與連接作用，名符其實(shí)是印制線路板。而印制板的發(fā)展是包含電子元件，如多層板內(nèi)埋置電阻、電容，以及埋置IC器件，這是名符其實(shí)的印制電路板?；迳虾须娮釉瓦B接線路，即為電子電路。為了適應(yīng)電子設(shè)備小型化、便攜帶，印制板的發(fā)展方向，就是高密度互連的埋置元件印制板、集成印制板與光電印制板。

由于電子產(chǎn)品的特殊性，應(yīng)用在電子印刷上的設(shè)備器材和油墨顏料也就有特殊的要求。

在世界范圍內(nèi)，印刷行業(yè)處于一個(gè)低迷期。有人會(huì)問：“幾經(jīng)若干世紀(jì)發(fā)展起來的印刷科技就要從此退出歷史舞臺(tái)了嗎？”或許不是這么簡(jiǎn)單的否定。一個(gè)令人興奮的答案就是“電子印刷”。今后的20年里，印刷電子市場(chǎng)加速發(fā)展成為價(jià)值3000億美元的市場(chǎng)。

多層印刷電路板，是由極薄的單層印刷電路板疊合加壓而制成的。多層的印制導(dǎo)線用金屬化孔相互連接，應(yīng)用較多的為4層板及6層板，其優(yōu)點(diǎn)是可進(jìn)一步縮小體積，層間且可相互屏蔽，提高電路工作的穩(wěn)定性。

印刷線路板，從材料上區(qū)分有硬質(zhì)層壓板（酚醛層壓板、玻璃布環(huán)氧層壓板等）、燒性板（聚酯軟片、聚亞胺軟片等）和無機(jī)絕緣板（陶瓷等）；從層的構(gòu)成上區(qū)分有單面板、雙面板和多層板；從制法上區(qū)分有剝蝕（刻蝕銅箔）法（減成法）、鍍銅法（加成法）和導(dǎo)電印刷法。