编者注：阅读“欧洲PCB制造面临的全球影响：2017 EIPC夏季会议，第1天”，请点击此处。
大会第二天，参会者仍然坐满了整个会场，看来昨晚在酒吧举办的社交环节并没有影响大家第二天的出席。我很荣幸受邀主持第一个环节，这个环节的主题是挠性PCB的工艺和材料。
Thomas Michels是本环节第一位发言人，他分享了对新型聚酰亚胺挠性层压板的深入见解，这种产品中，聚酰亚胺树脂不论有没有填料，都直接涂覆并固化在了金属箔上形成单面材料，两个单面材料可以粘接在同一树脂系统中制成双面材料。这种层压板显示出了极好的尺寸稳定性、耐热性、柔韧性和耐弯折性。根据对5G需求的预测，这种材料已经可以在9微米的铜内使用厚度仅为9微米的聚酰亚胺，更薄的材料在不久之后也会面世。为低损耗应用调试的聚酰亚胺树脂体系已经被开发了出来，在频率为10 GHz时Dk为2.8，Df为0.005。虽然传统的覆盖膜需要一个单独的粘合层，但如今已经研发出了厚度为25微米的垂直单层覆盖膜，其耐热性和填充性能都非常好，能够让产品结构更薄、更轻、更灵活。
来自比利时IMEC（跨学科微电子中心）的Jan Vanfleteren教授在可拉伸电路领域有很深的造诣，他介绍了一种可以基于挠性PCB的可随意制定电路形状的新技术。他解释说，保形的自由形式电路越来越可能成为现实，这种技术可以形成挠性电路所无法实现的三维表面，例如在符合人体工程学的人/机器接口中以及自由形式的光源中。
传统的刚挠性组件不仅昂贵，对设计的限制性也很强。激光结构成型的3D互连设备在多层结构下制造十分困难，与2D组件相比其元件放置速度较慢，而且只有有限的几种高端塑料可以承受与SAC合金的焊接温度。在此背景下，Vanfleteren教授准备通过使用常规的二维制作和装配程序，使用现成的组件和标准的无铅焊接，开发出一种技术可以轻松将3D电路从实验室转移到工厂。
他回顾了自己的可拉伸电路产品中确立的一些原则，尤其是导体的曲折形状设计准则，并且展示了通过用平整刚性热塑性聚合物载具来替换弹性载具，这些原则是如何被采用的。一旦线路被生产并组装好，它就利用热压成型技术实现了从平整到3D的一次性变形，从而得到了带有嵌入式电子品的刚性3D热塑性产品。这样就避免了元件和互连上的重复应变，而且元件会被嵌入的聚合物保护起来。这对行业有着巨大的吸引力，他还展示了一些应用的样品，其中包括具有均匀三维光分布的全向LED光源，以及一个用在洗衣机上的三维触敏控制板。曲折结构的激光成型、基于穿孔的高产量技术、线路布局的专用工具以及3D成型后元件的精准定位仍然是刚性自由形式3D线路所面临的难题。
接下来介绍的是具有有效无限Ｘ轴的二维挠性电路的变体。英国Trackwise公司总经理Philip Johnston介绍了长度无限的多层挠性电路，他的发言十分精彩。他这段发言的背景情况是，英国一家大型航空发动机制造商找到了Trackwise公司，需要他们生产一种长度大于八米的单件挠性电路。这家制造商在全世界范围内搜寻了供应商，其他公司的回复都是“无法做到”，而Trackwise的回答是“为什么不……”。经过了一系列的研发工作，他们生产出了一个概念验证——五米长的6层挠性电路，随后他们为这项技术申请了专利。Johnston强调这是一个无缝的连续电路设计，并非是一个分步重复的产品。
Trackwise在成功制造并交付了这种8米电路以后，开始用自己的“导线改进技术™”来改变飞机的线路连接方式——这个行业对可靠性有着不一般的痴迷程度，对任何长期以来建立的标准操作规范发生的改变所可能带来的消极后果都极其小心——所以这必然是一条困难重重的道路。材料必须要以卷状的形式获得，而且设备供应商要愿意采用传统的机器来满足这些特殊要求。其制造方式要结合卷
轴式PCB技术和电镀层压生产技术。质量保证也会成为一个难题：“你要如何检查一个25米长PCB的完整程度？又要如何完成合格认证？”美国一架装配了长达26米挠性电路的大型无人机即将要完成第一次飞行认证，使用这类产品的机会在汽车业、工业和科学界还有很多。
在制造过程中，无论何时要对两个及以上电路层上的图形进行配准，都需要用到某种形式的配准系统。德国DIS公司市场销售部副总裁Bernd Gennat详细介绍了多层PCB压合前的叠层技术及贴合工艺。其中着重介绍了现代工艺技术的直接光学配准技术。他讨论了铆接与销钉层压系统的利弊，之后详细讲解了光学叠层技术和耦合感应焊接。在列举了DIS研发系统的多个优点之后，他表示，一旦相机被移入特定体积的面板中之后，它们在整个过程中都不会移动。定位和夹紧同时发生，夹紧装置根据视觉系统的结果将各层固定在适当的位置上。这个系统在不会造成损坏或变形的情况下可以轻易处理薄基板，每一层都有唯一的目标点确保可以轻松进行叠层。在整个配准和夹紧周期中，视觉系统保持了目标点的位置不发生变化，它一直对准相机而不是前面的那层。耦合感应焊接系统可以让对准后的面板进行水平处理，还有一个优点是，相同的层压结构和隔板可以应用于多种面板尺寸。
Multiline International Europa的总经理Paul Waldner是EIPC董事会成员，同时也是EIPC前主席，他给出了有关配准系统的更加宏观的概述。他首先提出配准的定义是“根据终端用户设定的要求，让事物互相匹配”，然后列举了印制电路板制造过程中在配准时遇到的主要难题：将各层相互对准，将各层上的焊盘相互对准，将各层焊盘上的孔相互对准，将外层图像与内层图像相互对准，将阻焊层图像与主成像线路相互对准，以及将元件和裸板相互对准。他之后列出了一个同样也很长的名单，上面是会影响配准的因素：材料特性、环境影响、机械工艺影响、机械工艺精准度，最重要的是根据对材料、环境影响和机械性能的深入了解所设计出的优秀产品。他同样还建议，在一个完整电路的制造过程中，用来追踪环境变化和过程变化,并将这些变化与不同图像维度的变化相关联的统计制程控制系统应该是多层线路板制造过程中的一种重要工具。
他阐明了机械准度和机械精度的区别：准度是一个工序的性能，指的是从标称值算起、所有结果可能性的范围；而精度指的是工序彼此间结果的范围，与标称值无关。设计出良好的配准需要有好的数据，而且有必要在每个过程中收集和处理数据。Waldner给出了一些非常好的设计指导建议，并且列举了很多实例。之后他介绍了对准系统的发展过程，从简单的肉眼对准，到穿孔和销钉对准，再到自动相机对准。说到多层结构的配准系统，他介绍了一系列选项，并且针对不同难度的配准给出了相应的建议。最难配准的是尺寸大、层数多的多层结构，这种结
构层数多达50层且厚度为18微米。这属于销钉层压的专属领域，需要用到十分复杂的蚀刻后再穿孔技术、非常全面的工厂数据收集以及SPC系统。
从演讲者的身份切换到主持人的身份，Paul Waldner引入了大会的最后一个环节，这个环节的主题是阻焊层和敷形涂层。第一位演讲者是倍受欢迎的Don Monn，他来自Taiyo America公司。他主要讨论了直接成像的阻焊层。Monn当天的关键词是“产量”。那么是什么影响着产量呢？“当然是配准！如果你能将工厂各部门的配准最优化，你就能立刻提高生产量，更重要的是，你可以立刻提高利润！”对于液态感光阻焊层而言，直接成像是实现最优配准的最佳方式，但最适合光引发剂体系的UV波长是多少呢？典型的LPI阻焊层在进行表面固化时需要的最大值是365nm，进行全面固化时是405nm，而整片曝光需要使用掺镓水银灯来实现。但早期的直接成像系统使用的是一种波长最大可以达到355nm的激光源，而且阻焊层供应商必须要专门为这种波长构建光引发剂体系。最近，直接成像系统使用的
激光二极管提供了更强的灵活性，并且双源机器可以让激光输出调试成与光引发剂匹配的模式，这种光引发剂可以在在之后被调配出来，从而实现阻焊层表面固化和全面固化之间的最佳平衡。这一平衡对侧壁几何形状有直接的影响，Monn展示了阻焊层显微切片的实例，表明了正确获取这一平衡的重要性。
Don Monn的演讲为接下来的发言者——Orbotech公司直接成像系统方面的专家Uwe Altmann——做了完美的铺垫，他介绍了各种阻焊层应用能实现更佳性能的解决方案。阻焊层直接成像的明显优势在于消除了照片工具、提高了配准准确度。但一个很大的挑战在于市面上不同阻焊层油墨的数量——十家供应商以及成百上千的油墨变体，这些变体有不同的颜色、不同的亮度、不同的光引发剂体系并且为了不同的涂覆方法而调配。所以，根本不会存在“一刀切”的机会。。每个制造商以及每种应用方法、每个涂层厚度、每个显影过程、每个最终的精整加工需求以及每个可靠性指标都需要不同的能源设置。在设计阻焊层的直接成像时，为了给不同种类的阻焊层成像，有必要考虑成像速度、显影过程及最终精加工中细挡板的黏附力、良好的线路质量和侧壁轮廓、配准准确度和较大的景深以及灵活度。Orbotech专门为阻焊层研发出了一种直接成像器。Altmann对其技术特点和性能表现做出了详细介绍。总之，该系统具有十二个光学头的单通数字微镜引擎，可实现一次曝光；一个双转台传输机制可以实现一个转台用来装载和配准、另一个转台用来成像；申请了专利的大功率、大景深LED光学元件；以及一个部分缩放选项。
从阻焊层到敷形涂层，来自德国Lackwerke Peters的Stefan Schröder讨论了现在和未来对敷形涂层的需求。在汽车应用中，其目的是在具有结露的热循环条件下防止潮湿和电腐蚀，经过涂覆和未涂覆的梳状试样进行典型测试，从而交替变化温度和湿度应力。未来，温度应力的极限有望从-40º+125 °C提升到-65+155 °C或更高，而且对媒介和有害气体的耐受性要求会有所提高。此外，未来还会趋向于降低应用和固化的能源成本，减少溶剂排放。
现在的敷形涂层主要分为两种：氧化固化和物理干燥。氧化固化涂层的优点在于对媒介有足够的耐受性且黏附力强，但其交联反应较慢并且很难监控，对湿度的电气绝缘有限，并且低分子量物质在交联过程中倾向于分离。物理干燥涂层是快速干燥的，具有非常好的隔水性和抗水解性，但其固体含量较低、热塑性较差，且媒介耐受性有限。而且用到的一些溶剂可能会带来健康风险。
对于下一代涂层而言，触变性敷形涂层的尖锐边缘元件引脚的覆盖程度将会提高，并且能实现边缘覆盖和流动之间的良好平衡。实现最佳边缘覆盖有助于提高涂层耐候性。但这些材料需要喷涂。围堰填充敷形涂层将提供微封装细间距引脚和构建屏障以防止迁移的能力。。Schröder讨论了双组分聚氨酯和聚丙烯酸树脂体系的配方选择。下一代UV技术可以实现无溶剂的硅氧烷厚膜涂层或无溶剂、无硅氧烷的厚膜涂层，具有双层固化机制：快速UV固化，伴随着阴影区域内水分引发的反应。
接下来是本次会议的最后一个演讲，主题是阻焊层成像。来自比利时Ucamco的Michel van den Heuvel讨论了用于阻焊层直接成像的宽频多波长UV-LED技术。他讲述了数字微镜投影设备的机制，这种设备与范围在350nm到440nm的多波长UV-LED协同使用可以实现大功率，还可以保证产品较长寿命。Donn Monn在之前谈到了需要通过阻焊层平衡UV能量的吸收和传递，这样才能获得适当的表面固化。他对Donn Monn的观点加以扩展，从固化、黏附力谈到了基板和侧壁几何图形，他还介绍了混合365 nm、385 nm和405 nm 波长的优点。用汉堡包来举一个形象的类比：单波长UV激光只能将汉堡外面烤熟，但里面还是生的，而多波长LED激光可以把整个汉堡烤熟！波长的平衡应该可以调节来适应特定阻焊层的光引发剂体系。利用Stouffer的梯尺作为衡量标准，van den Heuvel表示，在同一曝光功率下，3波长UV-LED混合激光在1-2阶段的能量要高于2波长混合激光。
为期两天的会议包含了有关顶尖技术的演讲、互动式问答交流环节以及丰富的社交机会。在接近大会尾声时，Alun Morgan感谢赞助商的慷慨支持，感谢了论文评选委员会提出了这样一个内容丰富全面的会议计划，感谢了各环节主持人的出色表现，感谢了各位演讲者和大家分享自己的知识和经验，还感谢了所有与会者的积极参与。他特别鸣谢了EIPC执行董事Kirsten Smit-Westenberg和会务经理Carol Pelzers，正是由于他们的辛勤付出，这场无可挑剔的行业盛会才能够举办。Morgan宣布冬季会议将于2018年2月1日–2日在法国里尔市举办，并且2018年9月将举办EIPC成立50周年的庆祝活动。
再次感谢Alun Morgan授权使用所拍摄的照片。
