印刷电子技术是基于印刷原理的电子制造技术。在过去的50年中,硅基半导体微电子技术占据了电子技术的绝对主导地位。但由于硅基集成电路制造技术的日益复杂和所需要的巨大投资,硅基集成电路的制造完全垄断在全世界少数几家大公司手中。因此,在过去10多年中对溶液化有机与无机半导体材料的研究开发,催生了用传统印刷技术制造各种电子器件的探索研究。溶液化有机与无机半导体材料的最大特点是它们不依赖于基底材料的导体或半导体性质,可以以薄膜形态沉积到任何材料上。沉积的手段可以是蒸发、旋涂或印刷方式。
由此而产生了不同于硅基微电子学的一些新的电子学领域,例如有机电子学 (Organic electronics),因为有机半导体材料是最早开发出来的溶液化半导体材料,当然有机半导体材料还包括非溶液化的小分子材料等;塑料电子学或纸电子学 (Plastic electronics,Paper electronics),因为溶液化半导体材料可以制作在塑料薄膜或纸张上;柔性电子学 (Flexible electronics),因为基底材料的柔软性不影响这类电子器件的工作;透明电子学(Transparent electronics),因为许多有机或无机电子材料是透明或半透明的,做在玻璃或透明塑料基底材料上可以使整个电子学器件或显示屏透明化;印刷电子学 (Printed electronics),因为大面积或打阵列电子器件可以像传统报纸印刷那样大批量制作。而印刷电子学则可以涵盖其他这些特殊电子学领域。例如,印刷电子既可以印刷无机电子材料,也可以印刷有机电子材料(包含了有机电子学);既可以在硅、玻璃、不锈钢衬底上印刷,也可以在塑料或纸衬底上印刷(包含了塑料电子学、纸电子学或透明电子学);即可以在刚性衬底上印刷,也可以在柔性衬底上印刷(包含了柔性电子学)。
印刷电子产品的最大特点与优势是大面积、柔性化与低成本,与硅基微电子产品形成强烈对比。印刷制作电子器件所需设备投资极低,而且印刷电子器件可以制作在任何衬底材料上。尽管印刷制作的电子器件性能不如硅基微电子器件,但成本上的优势和大面积与柔性化特点使印刷电子技术仍有硅基微电子器件所不能胜任的大量应用领域。有关印刷电子学的详细介绍,参见《印刷电子学:材料、技术及其应用》(高教出版社,2012年3月出版)。
印刷电子(PE)与印制电路板(PCB)
印制板多数是在电子设备中仅起电子元器件的支撑与连接作用,名符其实是印制线路板。而印制板的发展是包含电子元件,如多层板内埋置电阻、电容,以及埋置IC器件,这是名符其实的印制电路板。基板上含有电子元件和连接线路,即为电子电路。为了适应电子设备小型化、便携带,印制板的发展方向,就是高密度互连的埋置元件印制板、集成印制板与光电印制板。
产品 |
印制电路板 |
印制电子 |
产品结构 |
绝缘基板与导体线路 部分含元件电路 |
绝缘基板与导体线路、 电子元器件、保护层 |
产品作用 |
支撑和连接电子元器件, 组装电子元器件后成为电子组件 |
直接成为电子组件 |
产品特点 |
分刚性与挠性两大类,易承载元器件, 体积重量较大 |
轻薄可卷曲, 不需另装元器件 |
工艺技术 |
印制转移图形,化学蚀刻,电镀与 表面处理,钻孔与层压等 |
印制图形 |
主要材料 |
覆铜箔板,抗蚀剂,化学药剂 |
薄膜基材,功能油墨 |
设备条件 |
印制设备,湿处理设备,机加工设备 |
印制设备,适合R2R |
生产成本 |
高 |
低 |