利用SustainaCircuits技術(shù)成功開發(fā)通用多層電路板
我們通過噴墨印刷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了可將銅使用量削減70%至80%的創(chuàng)新型基板SustainaCircuits的量產(chǎn)。 然而，此前只能開發(fā)單面柔性基板這種相對(duì)小眾類型的基板。單面柔性基板僅占市場(chǎng)的2%左右，尤其對(duì)于占市場(chǎng)八成以上的通用多層基板的應(yīng)用，多年之后實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。 此次，通過多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，比預(yù)期更早地成功開發(fā)出通用多層基板。
主要在（1）適應(yīng)剛性基材 （2）適應(yīng)多層方面取得成功，使得能夠替換全球大部分的基板。 憑借這項(xiàng)技術(shù)，不僅能夠大幅減少以二氧化碳排放為首的環(huán)境負(fù)荷，以削減通用多層基板成本結(jié)構(gòu)中占較大比例的銅使用量70%為核心。
開發(fā)的通用多層基板照片（4層貫通基板）
1.基于面積。包括半導(dǎo)體基板。數(shù)值來自2023年富士奇美拉綜合研究所的《FPC的重點(diǎn)應(yīng)用與前沿技術(shù)》以及《電子封裝新型材料手冊(cè)》。
2.將所謂的被稱為低多層RPCB的1、2、4、6層通用剛性基板定義為通用多層基板。無論層數(shù)多少，均不包括積層電路板。
3.雖然取決于布線圖案，但作為典型值大致如此。
開發(fā)成功的內(nèi)容
支持剛性基材
我們開發(fā)了一種底漆和銅納米粒子墨水，它們能與包括FR-4在內(nèi)的多種硬質(zhì)基材緊密貼合。由于本公司所采用的印刷方式必須在光滑表面進(jìn)行印刷，以獲得較高的附著力，從實(shí)現(xiàn)附著力的角度來看，這種方式存在劣勢(shì)，此前一直無法實(shí)現(xiàn)足夠的附著力，這是應(yīng)對(duì)剛性基材的最大難題。 此次，針對(duì)FR-4（玻璃環(huán)氧樹脂基材，用于通用多層電路板）新開發(fā)的底漆和銅納米粒子墨水，對(duì)FR-4具有很強(qiáng)的附著力。特別是此前難以實(shí)現(xiàn)的耐高溫性能也得到了提高，在150℃、240小時(shí)的測(cè)試后，附著力達(dá)到1.0N/mm以上，已達(dá)到可作為剛性基板使用的水平。
斷面構(gòu)造
多層化
通過在導(dǎo)孔內(nèi)涂布油墨的技術(shù)以及底漆的改良，得以實(shí)現(xiàn)多層板和導(dǎo)孔的形成。
四層基板
4層基板的截面 8層基板的斷面
微細(xì)化
通過改進(jìn)底漆與墨水的組合以及提高印刷機(jī)的精度，實(shí)現(xiàn)了線寬/間距（L/S）為50/50μm的布線形成。與之前的L/S=100/100μm相比，有了顯著提升。要實(shí)現(xiàn)精細(xì)化，底漆表面的墨水不能擴(kuò)散，但對(duì)于能防止墨水?dāng)U散并將其彈開的底漆，存在繪圖和附著困難的問題。通過此次開發(fā)的底漆，在確保繪圖性和附著性的同時(shí)，成功地最大程度抑制了墨水?dāng)U散。
L/S=50/50μm時(shí)的繪圖比較
對(duì)應(yīng)大電流
通過開發(fā)具有高附著力和鍍覆耐受性的底漆和油墨，現(xiàn)已能夠制造銅膜厚度達(dá)100μm級(jí)別的基板。 從歷史上看，在可印刷電子領(lǐng)域，能夠通過的電流量存在限制，這一直是其廣泛應(yīng)用的重大難題。因此，我們提出了一種將印刷工藝與鍍覆工藝相結(jié)合的工藝，但一直局限于應(yīng)對(duì)10μm左右的銅膜厚度。雖然這對(duì)于信號(hào)線來說足夠了，但對(duì)于功率電子器件而言卻并不夠。 此次，通過新開發(fā)的工藝，利用電鍍工藝現(xiàn)已能夠應(yīng)對(duì)100μm級(jí)別的銅膜厚度。在銅價(jià)穩(wěn)步上漲的情況下，僅在必要部分通過鍍覆形成銅的工藝，其經(jīng)濟(jì)合理性會(huì)隨著銅厚度的增加而提高。
厚度超過100μm的布線