迎合穿戴與智能裝置需求 卷對卷軟板生產方案持續優化

傳統卷對卷生產設備因加工工序繁複，設備體積較大，部署成本會較高。Nujay Technologies

行動裝置、智能裝置甚至是新一代穿戴式的電子設備，其實都有個共通的趨勢，就是產品設計構型越來越小，這也刺激了軟式電路板的需求持續提升，為了因應生產成本、製程優化，尤其是軟式電路板環保方面的改善，卷對卷的生產技術優化在成本與改善效益顯著。

設置於電子產品中的PCB印刷電路板，其實是多數使用者不曾關心的部分，但實際上隨著電子產品的產品汰換週期持續縮短，產製高效能、高整合的產品持續不斷推陳出新，也導致PCB在產製過程甚至是拋棄回收處理過程產生的能源消耗、環保處理問題影響持續增大，如何在保持產品的成本效益下又能兼具達到生產、回收、處理低能耗與低污染的目標，反而是現在生產相關產品最令廠商與用戶關注的議題。

電子產品體積微縮  軟式電路板用量漸增

尤其在小型化的電子產品上面，其實多層PCB高密度電路板使用量正逐步縮減，取而代之原本是作為連接多個不同載板存在的軟式電路板，使用量卻有持續增加的趨勢，而軟式電路板要能達到高生產效率、低成本目標，又以卷對卷的生產方案最令市場關注，尤其在穿戴型及小體積的電子產品設計方案中，軟式PCB電路板的重要性甚至會高於傳統多層板的需求。

傳統軟板製程其實做法相當多，本文僅先就卷對卷(Roll to Roll)製程工法討論製作優化與後續衍生生產的能耗、效率與產品特性。

在卷對卷軟板製程方案中，早期製作方案多半使用蝕刻的機制讓軟板線路產出，也就是說軟板基材透過材料處理表面金屬層，而PCB電子電路的布局產出則透過化學蝕刻的機制進行處理，軟板製程需處理導通材料、線路蝕刻與板材的後續加工工序，蝕刻過程金屬材料即產出一定比例的耗損，使用化學機制處理產出的廢料也是製程中不得不面對的衍生成本。

卷對卷軟式電路板  產量與產速符合需求

雖然卷對卷製程可在產量、產速達到一定改善效用，但實際上傳統卷對卷軟式電路板的製作其實工序相當繁雜，工序多處理步驟也相當繁複，而實際導通電路線路蝕刻工序中為「減法」製程(也就是說，先做好導通材料於基材上，在使用黃光蝕刻製程進行線路製作，製作工法可以達到約30μm線寬，減法製程的缺點可能在蝕刻不要的導通材料，就去掉整個使用區塊的5成以上，其實製程工法在材料耗損上有明顯待優化方向。

為求改善整體卷對卷軟板製程環保效益與成本優化，另一個思考脈絡下的加成式卷對卷軟式電路板製程即應運而生。

「加法」概念優化卷對卷軟板環保與節能效益

採「加法」概念思考的卷對卷軟板製程，概念為在軟性基板上透過「轉印」導電材料附著於基板之上，讓有用到線路的部分才使用導通材料耗材，光是製程加、減法差異對比，對於處理產製軟式電路板導通線路的導通材料耗損，就能簡省約5成以上的材料，另加法式的卷對卷軟板製程還可在轉印線路後即免去多次化學洗板程序，比傳統製程需多次處理的化學品用量可大幅減省，對產製成本更有直接助益，對環境永續與保護也能達到極大助益。

再檢視加成式的卷對卷軟板製程，相較舊式PCB的製程來說生產成本可以獲得顯著的優化，例如，處理製作程序的能源消耗就可以達到5成，最實際的減省成本可達到3？4成，新式軟式電路板亦可面向智慧手機、穿戴電子、行動裝置、車用電子等應用市場，滿足各領域對成本、環保的嚴苛要求。

加成式卷對卷導電印製材料穩定性是關鍵

導入加成式卷對卷軟板製程的綠色製造方案，雖說概念簡單，但實際上產業鍊與各個關鍵技術也確實不容易，在生產必備的製程設備外，還需要開發觸發材料、高速且高穩定性的金屬化液體，生產製程設備必須滿足低傳送張力卷對卷的(凹版)轉印設備，此外對於基材的聚醯亞胺(Polyimide；PI)基板仍須預先處理更容易附著轉印金屬液體的孔洞化處理，這些技術的整合才能達到加成式卷對卷製程方案的生產基礎。

另一個思考重點是，加成式的軟板製程，有別於運用黃光蝕刻產製的軟板製程，舊的製程在黃光蝕刻條件下小能產出30μm線寬，但加成式印製產出的線寬則可做到小於30μm的線寬，讓軟板線路的布局更有彈性、更高密度，另外蝕刻製程與印製製程最大的差異就是前者在關鍵材料或蝕刻線路不可避免的化學處理，不僅會增加產線各階段處理或清洗的複雜度，也會讓製程設備更趨繁複，影響維護運作的成本。

新一代製程由於少掉不少化學處理製程，生產線的部署由於處理複雜度與工序簡化，可以將同樣的產線縮減僅剩三分之一，產線各個工序消耗的能約可以獲得50%的節約效果，初期可能在關鍵印製材料或是耗材的成本略高，但實際上產線部署跟實際進行產製軟板的能耗節約，各方面優化可以更為凸顯出新製程的環保節能效益。