关注电子网版印刷技术

文 亓辉

关注电子网版印刷技术

文 亓辉

随着现代电子信息技术及其产业的迅速发展，全新的印刷电子技术也已经开始逐步渗透到人们生活的各个领域，使人们的生活变得越来越科幻。2014年10月第5届国际柔性与印刷电子大会（ICFPE 2014）在我国的成功召开引起国内相关领域科研人员与企业的广泛关注，有利于推动中国柔性与印刷电子技术的研发与产业化。传统印刷中的网版印刷与电子信息技术相结合产生的电子网版印刷技术已经比较成熟，逐步进入产业化和商业化阶段。本文主要从电子网版印刷技术的概念、发展、特点和应用等方面进行阐述。

电子网版印刷技术

印刷电子技术是利用现代技术中的光、电及电化学与现代印刷技术相结合，通过导电的聚合物及金属纳米粒子制成各种功能型油墨，将电子电路的信息打印、复印、转印或喷印到纸张或塑料薄膜上，形成具有一定功能的电子电路或器件。

电子网版印刷技术是电子信息技术与传统的网版印刷技术相结合而产生的，是具有电子信息技术特征的新兴现代印刷技术。该技术已经广泛应用在显示屏、电子标签、存储器、晶体管、传感器、挠性印制电路等电子产品领域，产品具有网版印刷技术和电子信息技术的双重特征。

电子网版印刷技术的发展

上世纪50年代，网版印刷技术开始应用到电子领域。60年代初，随着半导体时代的到来，尼龙丝网出现，网版印刷技术用于电子领域步入了一个新的高潮。国内印刷电子技术的研发与产业化相对落后，自2009年以来中国工业界开始关注印刷电子。2009年11月，中国印制电路行业协会成立了印制电子分会。2010年以来，越来越多的科研人员和企业关注印刷电子，相继成立了一些印刷电子研究中心、印刷电子主营业务公司和印刷电子产业研究院。纳米银浆、RFID标签与地铁票、印刷纸电池、柔性透明导电膜等印刷电子产品也陆续出现。

电子网版印刷技术的特点

被誉为“万能印刷”的网版印刷与电子技术相结合而成的电子网版印刷技术已经在电子领域实现了广泛应用，该技术具有以下特点：

成本低

该技术具有传统网版印刷的特征，所需设备与传统印刷设备基本相同，大大低于硅基微电子器件加工所需的设备。操作工艺简单，较普通电子组件的形成工序简化很多，能实现大面积、批量化生产，可以大大降低生产成本。

承印范围广

电子网版印刷对基材的适应性强，可以在刚性基底上印刷，也可以在塑料、纸张、纤维等柔性基底上印刷，对基材没有耐高温、硬度等要求，能在各种基材上制备电子器件。

墨层厚实

电子网版印刷使用的油墨大都是功能性油墨，主要有银、铜、碳电子浆料和纳米电子浆料。该技术对油墨的适应性强，印刷的薄膜厚度达到几十微米，有利于提高电子器件的电学性能。

环保无污染

电子网版印刷技术省去了电镀、蚀刻、清洗等环节，可以将电路制造工序减少到原有的25%，大大减少能源、材料的消耗和废水、废液、废气的排出，是一种绿色环保技术。

目前电子网版印刷技术还不具备传统硅基微电子制造技术的高精度与高密度，性能稍差，可印刷的电子材料的性能要比传统硅基微电子所依赖的晶体材料差。随着电子网版印刷材料的研制、工艺和设备的改进，未来这种新技术在其产品精度和性能方面必有大的提升。

电子网版印刷技术的应用

丝网印刷技术和现代电子技术的交叉融合有力的推动着电子技术领域的深入发展，目前电子网版印刷产品已经与我们的生活息息相关。以下主要介绍了电子网版印刷在PCB、RFID天线、电池等产品生产中的应用。

PCB

PCB是印制线路板（Printed Circuit Board）的简称。按照预定设计在绝缘材料上制成印制线路、印制元件或者组合而成的导电图形称为印制电路，在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形称为印制线路，印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板。网版印刷在PCB制作中主要应用在抗蚀膜、阻焊图形和字符标记图形三个方面。

PCB抗蚀膜：印刷即将设计好的电路图形在层压板上形成抗蚀膜，具体方法是在覆铜板上预先网印抗蚀膜，然后用化学方法将未被抗蚀剂覆盖的部分腐蚀掉，最后脱去抗蚀膜即得到需要的导电图形。

阻焊图形：是一种保护层，涂覆在印制板不需要焊接的线路和基材上。目的是防焊接时线路桥搭，提供长时间的电气环境和抗化学保护，形成印制板漂亮的“外衣”。

字符标记图形：提供黄、白或黑色标记，为元件安装和以后维修印制板提供信息。

RFID天线

RFID是射频识别（Radio Frequency Identification）的简称，俗称电子标签。它是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。RFID天线是能产生射频信号的回形电路，其生产方法可以采用直接印刷法。

直接印刷法：该方法用银浆导电油墨直接印刷在纸质或塑料薄膜卷材上。根据天线的类型和频率确定墨层厚度，通过调节模版参数来变换墨层厚度。在银浆导电油墨干燥后，银粒子生成电路从而形成天线。

电池

印刷电池是以纤维纸作为载体的电池，由纳米电子浆料涂在纸上制成的。浆料紧紧的吸附在纸张上，形成了一种新的超级电池。目前国外少数国家已经开发出印刷电池。

德国科学家通过利用纳米技术将普通锂电池缩小并封闭到一张纤维素纸张上，采用电子网版印刷技术生产电池，这种电池具有薄、小、轻、柔等优点，应用前景广阔。但目前由于技术水平有限，这种电池生产成本偏高、未批量化生产，进入商业化阶段还需要一段时间。相信在科研人员的努力下，在不远的将来印刷电池会普及。

除上述几种电子产品外，电子网版印刷在微电子业界、信息产业界、电子元器件、组装件、各种开关等都有广泛应用。随着新技术的出现，电子网版印刷产品可无限多样化，将会创造出我们今天无法想象的新产品。

总结

电子网版印刷的市场还处于迅速发展的阶段，传统的网版印刷企业完全步入印刷电子行业还需要一段时间。在电子网版印刷技术的应用中，技术、材料、工艺和设备都需要科研人员的进一步探索，只有电子技术研发人员、电子技术企业和传统印刷企业相互协作、共同努力，电子网版印刷技术才能得到更好、更快的发展。随着国家科技发展计划资金的注入与政策导向，电子网版印刷在中国会受到越来越多人的关注，中国的电子网版印刷技术的研究及其产业化转化在未来数年中会结出丰硕成果。预期在不远的将来，中国的电子网版印刷会进一步改变人们的生活和工作方式，为我们提供更多便捷服务。

（作者单位 河北交通职业技术学院）