I-Connect007编辑团队最近采访了Technica公司的Ed Carignan，他概述了直接成像技术和喷墨打印技术的现状，基于这两项技术多年来的发展历程为读者描绘了未来发展趋势。
Nolan Johnson：成像技术似乎经历了很多变化，甚至可以说所谓的成像技术已经与之前大相径庭，你是否可以介绍一下成像技术都经历了哪些变化？未来又会如何发展？
Ed Carignan：过去十多年里，这项技术从标准的成像转变为直接成像技术。目前市场已涌现了很多这类公司，这项技术得到了广泛的应用，就连一年营业额在500万美元以下的小工厂都已迈入了数字时代，通过数字成像内层、外层和阻焊层。
最近出现的更新技术是喷墨系统。这种技术需要安装的设备更少，而且也不清楚市场会因此发生怎样的巨变。但是随着皮升打印头的引入，之前采用直接成像技术完成的工作很有可能因为加成法工艺的普及而被抛弃，因为新的加成法工艺可消除一些工艺流程，以及其他一些优势。我们是直接成像技术领域的主流公司，现在还有很多工作正在研发当中，小到封装方案、使用多波长后的成像速度，以及那些长久以来一直在不断进行的改善。
喷墨系统的市场占有率会达到多少，很令人期待。可能因为存在不同的工艺变量，所以这两种技术会同时存在，我们在这两个领域都有合作伙伴。
Johnson：喷墨技术逐渐取代直接成像和更久之前的底片成像技术，那么喷墨技术都有哪些优势？为什么要采用直接成像或喷墨技术呢？这两种技术并不完全重叠。
Carignan：几乎没人会重新采用标准成像技术，因为之前那种技术不能主动去缩放。通过图像采集技术达到的对准能力是里程碑式的技术进步，能确保更加精密地固定焊盘和放置阻焊层坝。但这项技术所需操作员的培训成本因其并未涉及什么特殊方法而未呈指数增长，就如同几年前印刷业在计算机直接制版（CTP）上遇到的情况一样，只需要从CAM文件直接到图像设备，无需中间设备。
喷墨技术的优势在于它是一项加成法技术。加成法技术不需要涂覆或喷涂整个电路板，再经过多道预固化、成像和显影等耗费水电的步骤。所以说加成法技术可以节省很多工艺成本。同时，这项技术不会依赖操作员，将所需设置方法集成于软件内。这是另一种CTP类型工艺，也就是说从CAM工作台直接传输到了喷墨系统。
Feinberg：一旦形成图像，是通过风干、烘干，还是光固化处理？喷墨成像技术通常采用哪类固化程序？
Carignan：这是个好问题。你可能更加熟悉标识打印机的喷墨技术，这项技术至少已经使用了10年。喷墨成像技术与之类似，墨滴尺寸可小至2皮升-3皮升，因此是一项可行的技术。UV固化装置实时跟进喷墨打印头。虽然是UV固化，但和喷墨系统非常类似。可以同时控制系统中的溶剂量或黏度，但还是要进行最终的固化。其中还是需要有加热步骤进行充分交联并固化，和我们现在处理阻焊油墨的方式类似。要在300℉的温度下固化约1小时。
Feinberg：有点像标准UV固化或360纳米固化。
Carignan：而且使用了LED。与直接成像技术类似，都采用了UV LED，而不是可见光。看起来很像喷墨打印机，只不过这项技术需要采用打印策略。不论选择使用什么样的系统，对于所有人来说都要有学习的过程，而且要有打印策略，即要添加很多小涂层，并决定要如何构建板层，哪种板层厚度是最适合先环绕特征然后再填充其间。
软件可以确定最好的策略。有一些固定的例行程序，但应用的方式不同也会导致产生不同结果。纵观我的整个PCB业生涯，最让人高兴的一点就是不需要再涂覆了。再也不用混合、涂覆、固定、曝光或显影处理。只需要在Genesis或CAM工作站直接开始打印阻焊层即可。唯一一个非主要步骤就是最后的热固化操作。
Johnson：如果愿意，完成到直接成像的过渡，再到喷墨和加成法技术的过渡，完成工作的能力核心变成了更多与工艺相关，而不是与设计相关。喷墨技术能否直接应用于传统样板工厂？或者是否能与mSAP/SAP类型的工艺一致？可采用喷墨技术的领域是否会受到限制？
Carignan：有一种目前尚无可与之相抗衡的新型油墨配方。可能与针对标准成像技术的阻焊层只有1%的相似性。如果一家PCB制造商，所选油墨可能需要都通过UL认证，需要有多个知名大型制造商供应源，而不能只有单一供应源。
任何采用这项技术的公司都需要能过UL认证，但认证过程相当简单直接。我预测采用了喷墨系统之后，所有因为油墨产生的溢价都会及时消失，因为这种技术会投入批量生产并且成为主流技术。
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现在还处于该技术应用的早期阶段。据我所知，美国才安装了6套设备，欧洲也只是安装了几台。我在和PCB制造商的负责人沟通时，发现在较早采纳这项技术的公司中，很多都是为了减少用水量、耗电量和废弃物处理成本。很多公司都参与了这项技术的研发，哪怕用到的设备还不够完美、不够成熟，这点和那些早期采用直接成像技术的公司很像。一开始采用激光和金属卤素为基础的技术，谁都想不到最终LED和其他多波长光源会超越原有技术。
但早期采用这项技术的公司都希望利用其优势并且能参与到研发当中，这就是我观察到的现状。我估计几年之后，喷墨技术也会像直接成像技术一样成为主流技术，且所采用的设备会带来更高的生产效率。
Johnson：你会建议绿色环保工厂在购置新设备时直接采用喷墨技术吗？如果他们采用了这个策略，是不是要放弃其他利益？ Carignan：是否采用喷墨技术真正取决于产品组合。多数制造商或者使用Fuji公司或者使用Konica Minolta公司的打印头并将其集成到一起，甚至可达到2皮升-3皮升的墨滴大小（可能是目前最精细的分辨率）。即使是采用最精细的墨滴，如果你要加工的特征非常小，比如是2 mil以下的焊坝，或者是50微米以下的超小特征，会发现很难用圆点去绘制出一个正方形。这就是我们所说的参差不齐的边缘问题。
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只要我们习惯了用底片或直接成像技术形成的阻焊层，就会对非常小的加工特征感到不满意，于是会抱怨：“边缘参差不齐，不如传统技术达到的精度。”这是与我之前使用直接成像技术时，任何偏差都会迅速拿来与底片做对比的情况一样。
但随着技术不断完善，人们也习惯了这种类型的特征。如果打算建立一个环保工厂，我会说：“如果加工的焊坝尺寸大多数在3 mil以上，那么加工的特征图形排列得不会非常紧凑。”如果想加工高阶产品，可直接应用喷墨技术。很多人都希望能达到各种各样的性能，但目前的喷墨打印机尚无法达到。
Johnson：直接成像技术还有发展空间吗？
Carignan：有的，直接成像技术尚未达到最大采用率。直到它能发挥一些最低限度的实用性时，才开始快速发展，也就是说可以用这台设备加工所有产品，可如今尚未实现。
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由于篇幅原因，本文节选刊登，更多内容可点击这里查看，全文发表于《PCB007中国线上杂志》2月号，更多精彩原创内容，欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。
