PTF在PET上印刷線路的注意事項

PTF: Polymer Thick Film (聚合厚模)，維基的解釋

PET: Polyethylene terephthalate (聚乙烯對苯二甲酸酯)，維基的解釋

就如同大家所知道的，相較於FPC，PTF軟板的確有其低價、交期短的諸多優點，但是PTF卻有其先天上的能力限制。由於使用絲網印刷製程的緣故，PFT無法製作比FPC還小的電子線路間距，雖然宣稱可以達到最小5mils (0.12mm)的電子線路間距，但其實10mils(0.25mm)就已經快到極限。另外，PTF也無法承受對折式的壓折，因為其電子線路的材質為銀漿及導電碳，它門沒有如FPC的銅線路具有延展的能力，可以承受少次數的彎折。

下面會就個人使用PTF的經驗，提出PTF在製作上的製程能力限制及解決方法。

• 異物沾污：不導電的異物(particle)，如果沾黏於電子線路之上，其最小的影響是增加線路的電阻值，因為電阻值與電子通過的面積成反比，並很有可能造成電性開路(open)；如果是具導電性的異物沾污於線路及線路之間，就很有可能會造成電性短路(short)，這種缺點最讓人討厭了，因為它在製造工廠生產時，沒有辦法完全透過測試的方法篩選出來，通常必須等到安裝於產品一段時間後才會產生問題，尤其是使用於高溫又高濕的地區。以後如果有機會，可以再撰文談討這個主題。 
  異物可能來自環境中的空氣，有灰塵、纖維、紙屑等。一般來說都是人為的異物，如衣服上就有很多的纖維，特別是毛衣或是棉質的衣服。瓦愣紙箱也是一大污然來源，有毛屑、紙屑及纖維。最好的防治知道是，設置一個100K等級的潔靜室(Clean room)，人員穿著防塵衣，並嚴格控制各種可能的污染源。環境控制的重要性，特別是在生產小間距線路的產品時。 
  另外一個異物的可能來源是油墨，油墨在製作會加入一些金屬成份的添加劑，這些添加劑如果管控不當，很有可會結成硬塊，較大的硬塊無法流經絲網印的網目，就會阻塞絲印的網目，而造成印刷缺孔，甚至是造成電子線路斷線；較小的硬塊可以流經網目，但會在電子線路上形成凸點，這時如果有重疊的上、下層線路時，凸點很有可能會穿破絕緣層(dielectric layer)而造成上、下線路短路。油墨的污染也可能來自於油墨生產時的不良環境空氣，或是油墨存放的環境。管控油墨異物最好的方法是，用適當大小的濾網過濾油墨的沾污；如果沾污嚴重時，也可以先用粗濾網後用細濾網。
• 導電層的印刷沾污：絲網印刷時，導電油墨的黏稠度相當重要，當稀釋劑添加太多時，油墨就會變稀 而變得容易滲透到原本不應該印有油墨的地方，這種缺點稱為印刷沾污，更糟糕的是這種沾污會持續到下一次印刷，甚至是下下一次，直到沾污的油墨乾竭為止。嚴重的印刷沾污會直接造成相鄰導電線路間的短路；輕微的印刷沾污也可能會影響到線路與線路間的電子流動，如果加上電壓為能源、溼度為催化劑，就很可能產生電子遷移(eletromigration)現象於線路與線路之間，隨著時間一久，就會產生導電性造成短路。 
  解決這種導電層印刷沾污的方法，其一是選用適當油墨並控制稀釋劑的添加；其二是定期清洗絲印網板；其三是加強檢查，最好是每做好一張就檢查一張，如果能有AOI(Auto Optical Inspector，自動影像檢測機)就更好了。  
   
  (↑上圖為導電線路印刷沾污，經一段時經使用後沾污擴散，並造成電子短路，用刀片把沾污的地方割開後，電器特性就恢復正常。)
• 絕緣層的印刷孔、洞：絲印網板是由經線及緯線所構成，既然是線所構成，在印刷時有線的地方就會有印刷不到的地方，尤其是在經線及緯線交叉的地方，就會形成印刷不到的孔洞，這些孔洞極為細微，很難用眼睛觀察到，但電子還是有可能穿過，這時如果孔洞剛好落在相鄰層的導電線路上，就會造成層與層之間的短路。  
   
  解決這種絕緣層印刷孔、洞的方法，可以降低絕緣層油墨的黏度，讓絕緣油墨可以滲透到經、緯線底下(※請注意：不要把導電油墨的增加黏度與絕緣層降低黏度搞混了)。另外的方法，是增加絕緣層印刷的次數的2~3層，並規定每一絕緣層都使用不同網目及經緯方向的絲印網板，目的是讓不同的網板印刷可以互相填補孔洞。