高科技丝网印刷及科技创新评说

深圳市比三加网络科技有限公司 陈小蓉 熊祥玉

高科技丝网印刷及科技创新评说

深圳市比三加网络科技有限公司 陈小蓉 熊祥玉

丝网印刷对高科技的贡献

丝网印刷对高科技有什么贡献？我们首先讲与我们普通人生活最贴近的例子。

1．消费类高科技产品中的丝网印刷贡献

随着高科技电子产品进入千家万户，不仅在欧美日等发达国家，在中国即使是普通的老百姓每个人随身都会带上几个、十几个甚至更多的有丝网印刷技术参与制造的集成电路（IC）产品，例如手机、MP3、MP4、数码摄像机、数码相机、电子手表、手提电脑、电子钥匙、电子玩具、电子书、各类集成电路卡、跳舞毯……在我们上面讲的大家都非常熟悉的电子产品中离不开集成电路，而这些集成电路的制造工艺都离不开丝网印刷技术，例如时下在集成电路业界十分新颖的电子封装：芯片尺寸封装（CSP）、倒装芯片封装（FC）、多芯片模块（MCM）、焊球阵列（BGA）等等，在这些集成电路封装技术中都有丝网印刷技术的贡献。

2．医用电子学中的丝网印刷贡献

作为“无名英雄”的电子丝网印刷技术在高科技领域中有更多的贡献是不为人们所知的，例如，可移植于人体的电子产品有好多种，用于调节、监视或者提高人体功能，从而提高生命的品质。其中，包括可移植心脏起搏器和去纤颤器，这些设备需要移植到胸腔当中，并能够向心律不齐的心脏或心脏周围的动脉通电，从而防止心力衰竭、心传导阻滞及心脏停跳。另一个领域是在神经病学上的应用，可移植的起搏器可以直接促进大脑和中枢神经来减轻由于损伤、癌症或帕金森病所引起的严重慢性疼痛和颤动、大小便失禁、睡眠窒息等。可移植的电子设备还可以用来治疗糖尿病、癫痫病和老年痴呆等疾病。可移植的程序控制的药剂泵可以用来输送小剂量的药剂给中枢神经来治疗由于有组织硬化、大脑麻痹和中风或由于中枢神经损伤所引起的痉挛性麻痹。

医用电子学是有丝网印刷技术参与制造的混合微电路商业应用的一个领域，该领域要求长期可靠和高密度的电路。常言道“人命关天”，所以，医用混合电路必须通过甚至比军用更为严格的试验和考验。混合电路简言之就是丝网印刷技术和薄膜技术联合制作的集成电路。

3．军用和空间应用领域上的丝网印刷贡献

同样，在军事和空间领域上的丝网印刷贡献技术参与制造的混合电路也得到广泛的应用。

每种军用武器系统都使用各种混合电路。混合电路用于导弹、卫星、飞行器、直升飞机、手持武器、舰载设备和潜艇导航设备。得益于混合电路缩小了体积的一个军用系统是世界著名的休斯（Hughes）公司为F14飞机和F/A-18飞机制造的机械数据处理器。原先的计算机包含18块5in×5in印制电路板（PCB），重新设计这些印制电路板并将电路划分到进入混合电路，结合浓缩成一块10层包含8个混合电路、13个分立IC、多个电容器和电阻器的6in×9in的印制电路板。除了缩小了体积和减轻了重量之外，转变成混合电路之后，计算机的速度增加了1.5倍，因为它们的信号路径缩短了。其中一种混合电路被封装在2in×2in外壳内，具有160条I/O引脚。它由一个15层陶瓷基片构成，IC装在裸露的芯片载体内，功率损耗20W。以后一个更新的设计采用门阵列代替一些IC的功能，结果功率损耗仅有10W。

毫不意外，混合电路的最大用户是生产航天飞机的美国航天航空管理局（NASA）。因为混合电路可缩小体积、减轻重量并增加可靠性，每艘宇宙飞船使用了10000多个功率混合电路，这些混合电路用于打开设备舱门，释放着陆锁和在燃料用尽后弹出外部燃料箱。

将负载控制电路从印制电路板组装转变成混合电路组装极大地减轻了重量。每个负载控制器的重量从55磅（1磅=16盎司=0.4536千克）减少到15磅。每个航天飞机的轨道舱使用6个控制器，所以每个轨道舱能减轻240磅（108.864千克）的重量。

4．丝网印刷技术在高科技领域的广泛应用

丝网印刷技术在高科技领域的应用极其广泛。下面让我们再举一些应用实例来予以说明和证实。

（1）变形手机屏幕问世

法国电信（Telecom）开发了一种可以变形，并可在衣服上生动显示图像的手机屏幕，以探索手机的新研发方向。这种变形彩色显示屏可以缝合在衣服上，并且通过蓝牙和手机连接。手机对屏幕具有遥控能力，文本、图片都可以生动地显示，移动显示屏尺寸为10×7cm。

（2）OLED：使电视可镶在衣服里

OLED显示屏成品厚度1.8mm，而最薄的只有0.5mm。OLED与液晶相比有超薄、超轻、广视角、自发光、高清晰、低能耗等优点，尤其是制造成本低，可以实现柔软显示等优点，能应用在从仪器、仪表、家电显示屏直到手机、PDA、数码相机、手提电脑等移动终端显示等多个领域。

（3）触摸屏技术

近年内在光电显示领域十分火爆的触摸屏技术的应用领域也十分广阔。

（4）太阳能电池制造技术

在太阳能电池制造技术中，可以利用丝网印刷技术形成p-n结、形成正面电极、背电极和表面钝化。

其实，在生物工程的生物传感器中、在汽车的油箱中装有用于检测油位状态的油位传感器、在世界上最大的水利工程——三峡船闸的控制系统中，在我国巡弋在亚丁湾保护我国过往商船航行安全打击索马里海盗的导弹驱逐舰上、在我国海军在水下发射的洲际弹道导弹工程中等等都有着丝网印刷技术的贡献！因此，我们不仅可以骄傲地说：除了水和空气，丝网印刷什么都可以印，我们还可以骄傲地说：丝网印刷的产品“既可以上九天揽月，又可以下五洋捉鳖”！

高科技丝网印刷技术创新

高科技丝网印刷的产品，在大多数情况下都是要求高、难度大，对于从事普通丝网印刷的人来说几乎是难以逾越的大山，因为这些要求已经逼近了普通丝网印刷的工艺极限。

在电子丝网印刷技术中，有时对印刷的线条的宽度和线间距的要求是100μm，例如太阳能电池现在提出的要求是印刷正电极栅线的宽度是50μm，栅线高度22μm，有的甚至要求栅线宽度是30μm；而在5MT（表面组装技术）中对印刷线条宽度的要求是5μm，据国外相关文献报道，对丝网印刷线条宽度的要求是2.5μm……这一切对我们来说都是极其困难的。

有道是“独有英雄驱虎豹，更无豪杰怕熊罴”，在丝网印刷业界有那么一些极不“安分”的丝网印刷人，勇于创新，他们通过科技创新实践，把上述超过普通丝网印刷工艺极限的困难一一攻克，在这些令人目瞪口呆的科技创新中有如下的一些实例。

·成功研制出能够印刷5μm线宽的超精细丝网印刷并且丝网印刷成功。

·印版（包括印版开口孔壁）的粗糙度（Rz）值居然能够达到0.5μm 。

·用于300mm晶圆的最新晶圆凸起丝网印版在一块印版上可容纳200多万个开口（开口面积为110μm2，间距为150μm）。

·一次印刷可使印料在承印物上呈现错落有致的图形（印刷要求膜厚不一致），突破了一次印刷印料平面（膜厚）一致的传统思维。

·承印物表面是凹凸状，即承印物表面上焊有电子元器件，创新了阶梯印版以顺利完成凹凸不平面的丝网印刷。

·全新结构的颠覆传统的没有刮墨板、回墨板的全自动丝网印刷机。

·全新的特种功能性材料等等。

高科技丝网印刷前路美好

紧紧融入电子信息时代的高科技丝网印刷科技必然有无限美好的前景，这是因为：21世纪，人类社会跨入信息时代。信息时代也被称为电子信息时代，在电子信息时代里，信息的采集、处理、传播和应用都离不开信息技术和无所不在、深刻影响我们工作和生活的电子产品。服务于如此巨大的电子信息技术市场中的高科技丝网印刷技术又如何不会前景无限美好！

印刷电子学被当今科技界誉为“艺术级技术”（它既是一种科学技术，也是一种艺术）。电子制造业界的专家们对包括印刷电子学在内的高科技产品有如下市场评价和展望：当相关商用产品可以从世界上某些先进制造商得到时，都会出现所谓前沿的技术，通常这类产品的价格很高，一般说来，这类产品占世界所有同类产品的10～15%，并且价格比传统产品高60～80%，而最新技术，则是极少数制造商拥有的技术，并且相对传统产品有显著的溢价（价格会达到甚至超过传统产品价格的10倍），这类产品通常占世界所有同类产品的5%甚至更少。试问：上述专家们的论断难道不又是对印刷电子学中的“主力”之一的高科技丝网印刷技术有着无限美好前景的有力佐证吗？

举几个简单的例子来说明艺术级技术的高科技丝网印刷产品令人咋舌的市场行情吧，现如今市场上销售高端PCB（印制电路板）丝网印刷机、太阳能电池丝网印刷机、SMT丝网印刷机的价格超过100万元人民币每台并非新鲜事，有的丝网印刷机售价居然是数百万元(人民币)/每台之巨。据相关行业统计，截止1997年底止，我国拥有SMT生产线2万条，在2万条SMT生产线上至少配置了2万多台高端丝网印刷机，如果以每台丝网印刷机售价100万元计，试想这是何等巨大和有诱惑力的市场？而作为电子丝网印刷中耗材价格昂贵的银浆、锡浆、金浆等在中国的电子市场上的用量又该是何等巨大？对于有理想、有追求、敢于创新的中国丝网印刷人，这里蕴藏着的商机和财富又是何其巨大？

结 语

“东方欲晓，莫道君行早。踏遍青山人未老，风景这边独好”，作为一个老丝网印刷工作者，笔者希望有更多的朋友们能够进入高科技丝网印刷及技术创新这块“风景独好”之宝地来，为丝网印刷技术的继续腾飞，为我们伟大祖国再一次崛起、民族的又一次复兴而奋勇前行！