何旭
（合肥通用职业技术学院 安徽合肥 230001）
摘要：印制电子工艺技术主要用来生产电子元器件以及电子产品，已经得到了很大的应用，本文将对印制电子工艺进行叙述，然后对影响电子器件可靠性的主要因素进行了分析，最后讨论了印制电子工艺在有机电子器件上的应用。
关键词：印制电子工艺；有机电子器件；应用
1.前言
高科技电子产品俨然已经成为人们工作生活中必不可少的一部分，而且人们对电子产品的要求也越来越严格，使得电子产品的发展趋势呈现多功能化、迷你化、环保化、造价低等。人们对高质量高性能电子设备的追求、享用，驱动了印制电子产品的产生与发展。印制电子是为了解决传统的电子工艺中所遇到的问题而诞生。传统的电子工艺如光刻法,往往需要浪费很多材料,生产成本巨大,对环境污染严重,并且复杂的工艺不能满足大规模卷对卷生产的需要。而很多的研究人员与科技公司已经注意到利用印制电子工艺的简捷生产流程可制造出功能良好且价格亲民的产品。
2.印制电子概述
通过不同的印制技术来生产电子元器件和电路的电子产品即为印制电子。印制电子是相较于传统电子工艺而发展的一种新技术。相对于传统电子工艺技术其具备的主要特点有：
(1).印制技术的导入简化电子产品制造工艺；传统PCB工艺经过覆铜板、印制图形、蚀刻、安装元件和焊接等工艺制作，而印制电子制造是采用在薄膜基材上直接印制图形的方法，比PCB制造相比工艺流程大大简化。
(2).把电子电路与元器件集合在一起，提高了电气连接可靠性；通常的PCB仅是印制线路板, 满足电路功能需求的原件要在后续操作中安装。而基础材料上印制电子工艺生产了线路与元件，呈现出完善的电子电路，这种一体化的电子电路，具备较高的连接可靠性。
(3).有机薄膜是印制电子的主要基材，虽然生产出来的元件划分为厚膜型，但仍比PCB元件轻薄。由此可见其印制的产品体积较小且重量轻，同时可满足不同形状需求。PCB的生产材料为覆铜薄板与不同类别的化工材料，而印制电子采用价格较低的有机薄膜与各种油墨材料。
(4).印制电子是采用环保生产工艺流程，所以不会涉及到化学蚀刻和电镀工序，并且生产流程中产生的废弃物量非常的少。其始终秉持着保持生态环境的理念进行生产。
3.影响电子器件可靠性的主要因素
3.1热载流子效应
3.1.1热载流子效应对器件的影响
热载流子会缩短器件的使用时间。器件注入热载流子之后，其会改变氧化层中电荷分布情况，降低器件的功能性，而且加快器件的老化速度。为了了解器件在正常环境下的使用时间，都是在最恶劣的条件对晶体管进行测试，根据是老化时间明确器件使用时间。
3.1.2热载流子效应引起的失效现象
（1）雪崩倍增效应
一旦在小尺寸MOSFET中出现源漏电压提升且沟道长度变短的情况，从而加强了夹断区电场。此时，受到强电场的影响，夹断区的载流子会的漂移速度与动能都会增加很大，形成热载流子。热载流子高速运动碰撞价电子形成雪崩倍增效应。
（2）阈值电压漂移
热载流子高速运动中碰撞到声子，从而获取指向栅氧化层动量，那么就会促使这些热载流子进入到栅氧化层中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆注入栅氧化层中的热载流子可能会陷入氧化层中，成为稳定的栅氧化层电荷，最终造成阈值电压漂移和影响整个电路性能。
（3）寄生晶体管效应
衬底电阻中流过较大的电流时会形成电压降，使得源―衬底的N+-P结正偏，从而形成一个“源―衬底―漏”的寄生N+-P-N+晶体管。该寄生晶体管与存在的MOSFEI形成并联状态组成复合构件。此结构会致使MOSFEI内的短沟道出现源漏击穿，而且CMOS电路也会出现闩锁效应，造成伏安特性曲线中呈现回滞情况。
3.2金属化及电迁移
电迁移属于物理现象，其在很大电流影响下金属原子产生扩散迁移造成的，其扩散迁移方向与电子流动保持一致，使得原子都迁移到阳极。阳极堆积过多原子，而阴极缺乏原子，此过程使得导电面积缩小而导电速度加快，从而损坏器件。
3.3静电放电（ESD）
传统的电子器件采用的静电现象中，由于产生的放电作用力度较弱，难以察觉。可是静电放电现象出现在高密度电子器件中就会导致其失去效用，或出现“软击穿”现象，致使设备出现数据丢失、复位、锁死等情况。这些情况都会影响设备的正常使用，降低其可靠性，严重时会损毁设备。根据统计显示，静电放电造成的损失占据集成电路工业中总损失的四分之一。
3.4栅氧化层及栅氧击穿
细分化发展趋势已经成为MOS集成电路的规划内容，其中栅氧化层呈现薄膜化发展趋势，但电源电压却不可改变降低，导致在高强度电场下，栅氧化层的性能极不稳定。其性能一旦降低就会致使MOS电器件的参数紊乱，如漏电流增加，严重时会出现栅氧化层击穿。一旦出现击穿现象，MOS电路就失去效用，此问题已经得到国际的共同关注。
4.印制电子工艺在有机电子器件上的应用
4.1印制晶体管
在半导体器件中，晶体管具备很重要的作用，也是构成集成电路的基本单元，而晶体管的类型也有很多，其中用的比较广泛的就是薄膜晶体管(TFT)，TFT是采用印制技术在薄膜基材上形成的晶体管，其印制工艺具备比较强的适应性，按照一定的阵列排列可构成逻辑电路、存储器等多种集成电路，对于绝缘层或有机半导体层来说，厚度不能超过100nm，因此制作TFT器件时，一般采用无机硅油墨经喷墨印制出薄膜晶体管。
4.2射频识别系统
由三个部分组成的射频识别系统（REID)，具备的技术为非触摸式自动识别，内含阅读器、电子标签、应用软件。由于RFID系统的自动识别功能，其在工作时，不需要相应的人员进行操作，因此多应用于环境比较恶劣的情况下。同时被称之为智能标签RFID电子阅读器在与电子标签进行无线通信时，需要借助天线来实现，在制作RFID天线时，则主要利用喷墨打印技术来完成。
4.3有机发光二极管
有机发光二极管(OLED)技术是公认的一种最具有应用前景的照明和显示技术，有着“梦幻显示器”之称。有机发光二极管具备的优势如下：平面光源工艺，表面均匀发光；光线不会造成眩目；无需背光；采用有机材料生产而成；可采用不同的有机材料与工艺进行生产，从而可呈现不同颜色的光线。当前可以直接利用喷墨打印技术生产有机发光二极管，图像形成之后就可以进行大批量的生产。
4.4有机太阳能电池
可再生能源之一的太阳能已经成为节能清洁能源的代表，所以现在不同的领域都在充分利用太阳能。利用印制电子科技生产出太阳能电池，其中有机太阳能电池，属于非晶硅薄膜系，且在强烈的阳光照射下，电源输出稳定，成本低，所以得到了广泛使用。我国作为能源短缺国家，急需像有机太阳能电池类的产品可改善现状，而且利用印制电子工艺技术来研究生产有机太阳能电池，可以加快研究速度，降低投入成本。
5.结束语
印制电子属于电子范畴之内，虽然其是新研究出来的技术，但是其可以应用到的领域非常的丰富。印制电子工艺技术可以印制出电气器件、电子线路，其整个印制生产流程中，存在众多影响因素，如生产材料，工艺设计、印制设备、生产器件等。为了确保印制电子可以更好的服务于我国的电子产业，需要更多的技术人员加入到技术研究中，不断完善此技术。
参考文献
[1]张园.印制电子工艺及其在有机电子器件上的应用研究[D].华东理工大学,2014.
[2]潘毅.印制电子工艺及其在有机电子器件上的应用研究[J].通讯世界,2015,11:252.
[3]纪成光，吕红刚，陶伟，李民善.光电印制板（OEPCB）制作工艺浅析[J].印制电路信息，2013，07（07）：69-70.
论文作者:何旭
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/24
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