高科技絲網印刷及科技創(chuàng)新評說

深圳市比三加網絡科技有限公司 陳小蓉 熊祥玉

高科技絲網印刷及科技創(chuàng)新評說

深圳市比三加網絡科技有限公司 陳小蓉 熊祥玉

絲網印刷對高科技的貢獻

絲網印刷對高科技有什么貢獻？我們首先講與我們普通人生活最貼近的例子。

1．消費類高科技產品中的絲網印刷貢獻

隨著高科技電子產品進入千家萬戶，不僅在歐美日等發(fā)達國家，在中國即使是普通的老百姓每個人隨身都會帶上幾個、十幾個甚至更多的有絲網印刷技術參與制造的集成電路（IC）產品，例如手機、MP3、MP4、數碼攝像機、數碼相機、電子手表、手提電腦、電子鑰匙、電子玩具、電子書、各類集成電路卡、跳舞毯……在我們上面講的大家都非常熟悉的電子產品中離不開集成電路，而這些集成電路的制造工藝都離不開絲網印刷技術，例如時下在集成電路業(yè)界十分新穎的電子封裝：芯片尺寸封裝（CSP）、倒裝芯片封裝（FC）、多芯片模塊（MCM）、焊球陣列（BGA）等等，在這些集成電路封裝技術中都有絲網印刷技術的貢獻。

2．醫(yī)用電子學中的絲網印刷貢獻

作為“無名英雄”的電子絲網印刷技術在高科技領域中有更多的貢獻是不為人們所知的，例如，可移植于人體的電子產品有好多種，用于調節(jié)、監(jiān)視或者提高人體功能，從而提高生命的品質。其中，包括可移植心臟起搏器和去纖顫器，這些設備需要移植到胸腔當中，并能夠向心律不齊的心臟或心臟周圍的動脈通電，從而防止心力衰竭、心傳導阻滯及心臟停跳。另一個領域是在神經病學上的應用，可移植的起搏器可以直接促進大腦和中樞神經來減輕由于損傷、癌癥或帕金森病所引起的嚴重慢性疼痛和顫動、大小便失禁、睡眠窒息等。可移植的電子設備還可以用來治療糖尿病、癲癇病和老年癡呆等疾病。可移植的程序控制的藥劑泵可以用來輸送小劑量的藥劑給中樞神經來治療由于有組織硬化、大腦麻痹和中風或由于中樞神經損傷所引起的痙攣性麻痹。

醫(yī)用電子學是有絲網印刷技術參與制造的混合微電路商業(yè)應用的一個領域，該領域要求長期可靠和高密度的電路。常言道“人命關天”，所以，醫(yī)用混合電路必須通過甚至比軍用更為嚴格的試驗和考驗。混合電路簡言之就是絲網印刷技術和薄膜技術聯合制作的集成電路。

3．軍用和空間應用領域上的絲網印刷貢獻

同樣，在軍事和空間領域上的絲網印刷貢獻技術參與制造的混合電路也得到廣泛的應用。

每種軍用武器系統(tǒng)都使用各種混合電路。混合電路用于導彈、衛(wèi)星、飛行器、直升飛機、手持武器、艦載設備和潛艇導航設備。得益于混合電路縮小了體積的一個軍用系統(tǒng)是世界著名的休斯（Hughes）公司為F14飛機和F/A-18飛機制造的機械數據處理器。原先的計算機包含18塊5in×5in印制電路板（PCB），重新設計這些印制電路板并將電路劃分到進入混合電路，結合濃縮成一塊10層包含8個混合電路、13個分立IC、多個電容器和電阻器的6in×9in的印制電路板。除了縮小了體積和減輕了重量之外，轉變成混合電路之后，計算機的速度增加了1.5倍，因為它們的信號路徑縮短了。其中一種混合電路被封裝在2in×2in外殼內，具有160條I/O引腳。它由一個15層陶瓷基片構成，IC裝在裸露的芯片載體內，功率損耗20W。以后一個更新的設計采用門陣列代替一些IC的功能，結果功率損耗僅有10W。

毫不意外，混合電路的最大用戶是生產航天飛機的美國航天航空管理局（NASA）。因為混合電路可縮小體積、減輕重量并增加可靠性，每艘宇宙飛船使用了10000多個功率混合電路，這些混合電路用于打開設備艙門，釋放著陸鎖和在燃料用盡后彈出外部燃料箱。

將負載控制電路從印制電路板組裝轉變成混合電路組裝極大地減輕了重量。每個負載控制器的重量從55磅（1磅=16盎司=0.4536千克）減少到15磅。每個航天飛機的軌道艙使用6個控制器，所以每個軌道艙能減輕240磅（108.864千克）的重量。

4．絲網印刷技術在高科技領域的廣泛應用

絲網印刷技術在高科技領域的應用極其廣泛。下面讓我們再舉一些應用實例來予以說明和證實。

（1）變形手機屏幕問世

法國電信（Telecom）開發(fā)了一種可以變形，并可在衣服上生動顯示圖像的手機屏幕，以探索手機的新研發(fā)方向。這種變形彩色顯示屏可以縫合在衣服上，并且通過藍牙和手機連接。手機對屏幕具有遙控能力，文本、圖片都可以生動地顯示，移動顯示屏尺寸為10×7cm。

（2）OLED：使電視可鑲在衣服里

OLED顯示屏成品厚度1.8mm，而最薄的只有0.5mm。OLED與液晶相比有超薄、超輕、廣視角、自發(fā)光、高清晰、低能耗等優(yōu)點，尤其是制造成本低，可以實現柔軟顯示等優(yōu)點，能應用在從儀器、儀表、家電顯示屏直到手機、PDA、數碼相機、手提電腦等移動終端顯示等多個領域。

（3）觸摸屏技術

近年內在光電顯示領域十分火爆的觸摸屏技術的應用領域也十分廣闊。

（4）太陽能電池制造技術

在太陽能電池制造技術中，可以利用絲網印刷技術形成p-n結、形成正面電極、背電極和表面鈍化。

其實，在生物工程的生物傳感器中、在汽車的油箱中裝有用于檢測油位狀態(tài)的油位傳感器、在世界上最大的水利工程——三峽船閘的控制系統(tǒng)中，在我國巡弋在亞丁灣保護我國過往商船航行安全打擊索馬里海盜的導彈驅逐艦上、在我國海軍在水下發(fā)射的洲際彈道導彈工程中等等都有著絲網印刷技術的貢獻！因此，我們不僅可以驕傲地說：除了水和空氣，絲網印刷什么都可以印，我們還可以驕傲地說：絲網印刷的產品“既可以上九天攬月，又可以下五洋捉鱉”！

高科技絲網印刷技術創(chuàng)新

高科技絲網印刷的產品，在大多數情況下都是要求高、難度大，對于從事普通絲網印刷的人來說幾乎是難以逾越的大山，因為這些要求已經逼近了普通絲網印刷的工藝極限。

在電子絲網印刷技術中，有時對印刷的線條的寬度和線間距的要求是100μm，例如太陽能電池現在提出的要求是印刷正電極柵線的寬度是50μm，柵線高度22μm，有的甚至要求柵線寬度是30μm；而在5MT（表面組裝技術）中對印刷線條寬度的要求是5μm，據國外相關文獻報道，對絲網印刷線條寬度的要求是2.5μm……這一切對我們來說都是極其困難的。

有道是“獨有英雄驅虎豹，更無豪杰怕熊羆”，在絲網印刷業(yè)界有那么一些極不“安分”的絲網印刷人，勇于創(chuàng)新，他們通過科技創(chuàng)新實踐，把上述超過普通絲網印刷工藝極限的困難一一攻克，在這些令人目瞪口呆的科技創(chuàng)新中有如下的一些實例。

·成功研制出能夠印刷5μm線寬的超精細絲網印刷并且絲網印刷成功。

·印版（包括印版開口孔壁）的粗糙度（Rz）值居然能夠達到0.5μm 。

·用于300mm晶圓的最新晶圓凸起絲網印版在一塊印版上可容納200多萬個開口（開口面積為110μm2，間距為150μm）。

·一次印刷可使印料在承印物上呈現錯落有致的圖形（印刷要求膜厚不一致），突破了一次印刷印料平面（膜厚）一致的傳統(tǒng)思維。

·承印物表面是凹凸狀，即承印物表面上焊有電子元器件，創(chuàng)新了階梯印版以順利完成凹凸不平面的絲網印刷。

·全新結構的顛覆傳統(tǒng)的沒有刮墨板、回墨板的全自動絲網印刷機。

·全新的特種功能性材料等等。

高科技絲網印刷前路美好

緊緊融入電子信息時代的高科技絲網印刷科技必然有無限美好的前景，這是因為：21世紀，人類社會跨入信息時代。信息時代也被稱為電子信息時代，在電子信息時代里，信息的采集、處理、傳播和應用都離不開信息技術和無所不在、深刻影響我們工作和生活的電子產品。服務于如此巨大的電子信息技術市場中的高科技絲網印刷技術又如何不會前景無限美好！

印刷電子學被當今科技界譽為“藝術級技術”（它既是一種科學技術，也是一種藝術）。電子制造業(yè)界的專家們對包括印刷電子學在內的高科技產品有如下市場評價和展望：當相關商用產品可以從世界上某些先進制造商得到時，都會出現所謂前沿的技術，通常這類產品的價格很高，一般說來，這類產品占世界所有同類產品的10～15%，并且價格比傳統(tǒng)產品高60～80%，而最新技術，則是極少數制造商擁有的技術，并且相對傳統(tǒng)產品有顯著的溢價（價格會達到甚至超過傳統(tǒng)產品價格的10倍），這類產品通常占世界所有同類產品的5%甚至更少。試問：上述專家們的論斷難道不又是對印刷電子學中的“主力”之一的高科技絲網印刷技術有著無限美好前景的有力佐證嗎？

舉幾個簡單的例子來說明藝術級技術的高科技絲網印刷產品令人咋舌的市場行情吧，現如今市場上銷售高端PCB（印制電路板）絲網印刷機、太陽能電池絲網印刷機、SMT絲網印刷機的價格超過100萬元人民幣每臺并非新鮮事，有的絲網印刷機售價居然是數百萬元(人民幣)/每臺之巨。據相關行業(yè)統(tǒng)計，截止1997年底止，我國擁有SMT生產線2萬條，在2萬條SMT生產線上至少配置了2萬多臺高端絲網印刷機，如果以每臺絲網印刷機售價100萬元計，試想這是何等巨大和有誘惑力的市場？而作為電子絲網印刷中耗材價格昂貴的銀漿、錫漿、金漿等在中國的電子市場上的用量又該是何等巨大？對于有理想、有追求、敢于創(chuàng)新的中國絲網印刷人，這里蘊藏著的商機和財富又是何其巨大？

結 語

“東方欲曉，莫道君行早。踏遍青山人未老，風景這邊獨好”，作為一個老絲網印刷工作者，筆者希望有更多的朋友們能夠進入高科技絲網印刷及技術創(chuàng)新這塊“風景獨好”之寶地來，為絲網印刷技術的繼續(xù)騰飛，為我們偉大祖國再一次崛起、民族的又一次復興而奮勇前行！