未来印刷技术发展趋势及应用

系列讲座(一)——Cavity PCB印刷技术

前言
PCBA发展至今日已日趋成熟，随之尔来的是不同阶段的新挑战。从最当初的DIP制程演化进步成连续的浸锡焊故而欧美称之谓Wave solder；原件的尺寸要求愈来愈迷你化时功能却大大提升，BGA POP SIP等应运而生；生产的需求引导我们走向COB COF COG软硬复合板等新工艺……当环保者高呼“绿色地球 绿色电子产品”PCBA业者忙于切换制程为无铅（Lead-free pro cess）时，部份业者同时面临IC封装制程向PCBA转移的新课题。

Cavity PCB制程分析
普通PCB表面为同一平面，印刷锡膏工艺使用的钢板上下面均为平面，对于特殊产品使用Step-up（局部加厚）或Step-down（局部减薄）钢板, 但同一钢板厚度差一般在0.03mm以下。当刮刀推动锡膏在钢板上移动时，锡膏滑落填充在钢板开孔内，原则上刮刀推动锡膏过后钢板上不残留锡膏, 所有填充在钢板开孔内的锡膏即为印刷制程所欲得之部份。参考图标组A

Cavity PCB顾名思义为局部凹陷PCB,即PCB表面非平面。请参考图B-1。一般Cavity PCB两个层面间落差在0.2mm~0.5mm。通常先在凹陷区完成SMT制程，再做其它制程，也可以两个落差平面同时完成SMT制程。对于Cavity PCB，如何完成锡膏印刷/零件贴装呢？很显然普通锡膏印刷制程已经无法满足生产需求，而零件贴装部份只需调整贴装模式即可满足生产要求。请参考图C-1&C-2 C-3。
对于Cavity PCB的锡膏涂布制程，惯性使然想到普通锡膏印刷制程，下面是普通锡膏印刷模式在Cavity PCB印刷上的问题所在，参考Table1。从Table1可以明显看出普通锡膏印刷模式在Cavity PCB印刷制程中遇到的问题：钢板无法和PCB pad接触，锡膏量和形状无法控制。

Cavity PCB锡膏涂布制程单单就技术层面考量，可以使用点锡制程。但点锡制程在Cavity PCB上的应用终究有太多的限制，首先点锡无法满足实际生产制程中各种锡膏涂布形状的要求，点锡工艺锡膏涂布形状以圆形为主，而实际生产过程工艺工程师会考量零件而设计出各种锡膏涂布形状，请参考图D-1。其次点锡工艺对锡膏的要求十分严苛，目前业界无铅制程使用锡膏锡粉尺寸以Type3 Type4为主流。点锡工艺使用之锡粉要求为Type6以上。点锡工艺锡膏价格为普通印刷工艺锡膏单价8~15倍。对于业者而言此等差距关系企业直接获利能力，影响之大如雪地的大黑熊---昭然显著。最后点锡工艺生产效率实在不敢苟同，而生产效率意义何在，相信每个业者如鱼饮水--冷暖自知。

Cavity PCB锡膏印刷工艺
    Cavity PCB锡膏(胶)印刷工艺在锡膏印刷制程中并非异类，究其根本则无异于普通印刷制程。然则Cavity究竟是存在的，如何确保印刷时钢板底部与PCB pad紧密接触呢？3D钢板(非共面立体钢板)的应用可以满足此要求(请参考图E-1)。