IEC 62899-302-72025 印刷电子产品 第302-7部分设备 喷墨 印刷电子产品点位置评价的测量方法标准立项发展报告

印刷电子产品第302-7部分：设备喷墨印刷电子产品点位置评价的测量方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PrintedElectronics–Part302-7:Equipment–Inkjet–MeasurementMethodsofDotPlacementEvaluationforPrintedElectronics摘要关键词：印刷电子；喷墨印刷；点位置精度；测量方法；国际标准；IEC62899-302-7Keywords:PrintedElectronics;InkjetPrinting;DotPlacementAccuracy;MeasurementMethods;InternationalStandard;IEC62899-302-71标准立项背景与意义1.1印刷电子产业发展呼唤设备精度标准化印刷电子技术是以印刷方式制造电子器件和电路的新型制造技术，其核心优势在于大面积、柔性化、低成本制造，被业界视为后摩尔时代电子制造业的重要发展方向。近年来，印刷电子在有机发光二极管显示、柔性传感器、智能包装、射频识别标签、生物医学器件等众多领域的应用日趋成熟，部分产品已进入规模化量产阶段。在众多印刷电子制造工艺中，喷墨印刷因其非接触式、数字化、材料利用率高等优势，成为实现高精度、图案化电子功能层沉积的核心工艺路线。然而，喷墨印刷过程中液滴的落点位置偏差直接影响线路的线宽一致性、层间对位精度和器件的电学性能。对于线宽50μm以下的高精度印刷，点位置偏差即使仅为数微米，也可能导致线路短路、断路或器件性能显著劣化。因此，点位置精度已成为衡量喷墨印刷设备性能的核心技术指标。1.2测试方法不统一严重制约行业发展长期以来，各喷墨印刷设备制造商、印刷电子器件生产商及科研机构采用各自内部制定的测试方法评价设备点位置精度，导致测试条件、评价指标和数据处理方式千差万别：-测试图案方面，有采用点阵、有采用线条或网格；-评价指标方面，有采用平均偏差、有采用标准偏差或最大偏差；-测量工具方面，有采用光学显微镜人工判读、有采用自动图像测量系统；-统计方法方面，有统计所有喷射喷嘴的落点、有仅统计部分代表性喷嘴。测试方法的不统一导致了以下突出问题：不同厂商的设备技术指标缺乏可比性，用户在设备选型时难以进行客观评判；同一设备在不同评价方法下得出的精度结论可能相差悬殊；下游用户难以建立统一的来料检验标准和工艺验收规范。这一现状已严重制约了印刷电子设备的市场化推广和产业链上下游的协同发展。1.3国际标准制定提上日程鉴于上述行业痛点，国际电工委员会印刷电子标准化技术委员会（IEC/TC119）在广泛调研产业需求的基础上，于2019年前后启动了点位置评价测量方法的预研工作。经多轮国际论证，该项目于2022年正式立项，编号为IEC62899-302-7，归属IEC62899系列标准框架下的第302部分"设备"子系列。经过三年多的国际协作与多轮草案修订，该标准于2025年11月13日正式发布，成为印刷电子设备测试方法领域的一项重要国际标准。2标准主要内容IEC62899-302-7:2025标准系统规定了喷墨印刷电子点位置评价的测量方法，适用于印刷电子制造中使用的喷墨印刷设备（包括实验机台、中试设备和量产设备）的点位置精度评价。标准的主要技术内容包括以下几个方面。2.1规范性引用文件标准规范性引用了ISO5725系列（测量方法与结果的准确度）和IEC62899-301系列（印刷电子设备术语）等国际标准，保证了与相关基础标准的协调一致性。2.2术语和定义标准统一界定了"点位置偏差""点位置平均偏差""点位置标准偏差""喷射方向性""基板传输方向"等关键技术术语，为测量结果的准确表述提供了统一的语言基础。这些术语的规范化定义对于统一各相关方的理解和交流具有重要意义。2.3测量条件与测试环境为保证测量结果的重复性和再现性，标准对测量条件作出严格规定，主要包括：-环境条件：规定温度控制在23℃±2℃，相对湿度控制在50%±10%的洁净环境中进行；-基板要求：规定使用平整度满足要求的标准测试基板，并对基板表面能提出明确要求（接触角处于规定范围）；-喷墨墨水：规定使用具有明确物理性质的测试用标准墨水，黏度、表面张力等关键参数须在测试报告中标注；-设备状态：要求设备在测试前完成预热稳定，所有喷嘴经检验处于正常工作状态；-测量仪器：规定测量系统的分辨率应不低于被测对象预期偏差的五分之一。2.4测试图案设计测试图案设计是保证评价有效性的核心环节。标准规定了三种标准测试图案：-点阵图案：在规定区域内按设定间距印刷规则点阵，用于评价静态点位置精度；-线对图案：在多个位置印刷平行线对，用于评价动态条件下的点位置一致性；-叠加图案：在相同区域分两次印刷可区分的标记图案，用于评价重复印刷对位精度。每种图案均规定了最小测试点数量（不少于200个有效测点）和覆盖区域要求（不小于100mm×100mm），以保证统计结果的可靠性。2.5测量程序标准规定了两级测量程序：第一级——原始测量：对测试样品的全部有效测点进行坐标测量，记录每个点的实际位置坐标与理论位置坐标的偏差值（Δx，Δy）。第二级——参数计算：根据原始测量数据计算以下评价参数：-平均位置偏差（MeanPlacementError）：所有测点偏差的算术平均值；-位置偏差标准偏差（StandardDeviationofPlacementError）：反映设备点位置一致性的核心指标；-最大位置偏差（MaximumPlacementError）：所有测点偏差的最大值；-方向性偏差（DirectionalBias）：沿扫描方向和基板输送方向的系统偏差分量。2.6数据处理与结果报告标准对数据处理方法和报告格式作出统一规范。测量结果须以表格形式列出上述全部评价参数，并附测试条件（环境参数、基板信息、墨水参数、设备设置等）、测试图案信息、测量仪器信息等完整元数据。测试报告应包含偏差分布散点图或直方图，以便直观展示点位置偏差的空间分布特征。2.7测量不确定度评定标准引入了测量不确定度评定要求，规定测量结果须给出扩展不确定度（k=2），不确定度来源应包括测量仪器误差、基板变形、环境波动等主要因素。这一要求显著提升了标准的技术严谨性和计量溯源性。3主要修订单位介绍IEC62899-302-7:2025标准的制定汇聚了全球印刷电子领域权威机构和行业领军企业的智慧与力量。标准制定过程中，以下机构发挥了核心作用。3.1标准起草工作组构成IEC/TC119下设的项目工作组（ProjectTeam）负责该标准的起草工作。工作组成员来自中国、日本、韩国、德国、美国、英国等主要印刷电子技术研发与产业化国家，涵盖了国际标准的各利益相关方，包括：-设备制造商代表（如日本的喷墨打印设备制造商、德国的精密装备企业）；-终端用户代表（印刷电子器件生产企业、显示面板制造商）；-科研机构与检测机构代表（相关标准化研究院所、国家计量机构）；-高校学术代表（相关领域知名大学教授）。3.2核心起草单位的突出贡献在本标准的制定过程中，全国印刷电子产业技术创新战略联盟联合国家印刷及办公自动化消耗材料质量检验检测中心共同承担了中国对口单位的技术支撑工作，深度参与了标准草案的研讨、验证和修订工作。国家印刷及办公自动化消耗材料质量检验检测中心作为我国印刷电子领域权威的检测技术研究机构，依托其多年来在喷墨印刷品质检测领域积累的丰富经验和技术数据，在以下方面为本标准作出了重要贡献：-第一，主导了测试图案设计的优化验证工作。该中心利用自主研发的高精度喷墨打印实验平台和光学测量系统，系统对比了多种候选测试图案在不同类型喷墨设备上的适用性和区分度，提出了兼具统计代表性和工程可操作性的测试图案优化方案，为最终确定标准中的三类标准测试图案提供了关键的实验支撑。-第二，牵头组织了国际实验室间比对验证（Round-RobinTest）活动。为确保标准测试方法的可重复性和可再现性，该中心联合国内外多家参与标准制定的实验室，组织了覆盖多种商用喷墨设备的实验室间比对测试。比对结果显示，采用标准规定的测量方法后，各实验室间测试结果的一致性显著优于此前各用各法条件下的分散程度，验证了标准方法的科学性和可行性。-第三，主持起草了测量不确定度评定的技术附件。该中心将计量学领域的不确定度分析方法引入喷墨点位置测量，系统分析了测量过程中各不确定度来源的贡献量，建立了适用于喷墨点位置测量的不确定度评定流程和简化计算方法，显著提升了标准的技术完整性和计量严谨性。此外，来自日本的某全球知名精密喷墨设备制造商为标准的设备相关条款提供了丰富的工程实践数据和典型应用案例，其喷头建模方法与喷射特性表征技术被标准吸收引用。德国的一家精密测量仪器企业在高精度光学测量方法方面贡献了关键的技术方案，保证了标准对测量系统的技术要求具有先进性和可操作性。4标准实施的意义与应用前景4.1对设备制造业的意义IEC62899-302-7:2025为喷墨印刷设备制造商提供了统一的产品性能测试标尺。设备制造商可依据标准进行出厂检验、型式试验和研发验证，以标准化数据证明设备性能水平，提升产品竞争力。标准中规定的测量方法和评价指标体系也为设备研发过程中的精度优化提供了系统化的测试工具。4.2对下游应用产业的意义对于印刷电子器件制造企业而言，该标准提供了科学的进料检验方法、设备验收依据和日常工艺监控手段。用户可按标准对拟采购设备进行客观的性能评测和横向比较，降低选型风险；在产线运行阶段，可依据标准方法对设备精度进行周期性监测，及时发现精度劣化趋势。标准的实施将有效降低产业链上下游之间的技术沟通成本，提升供需双方的协作效率。4.3对合格评定与国际贸易的意义该标准的发布为印刷电子设备的合格评定提供了统一依据。相关检测认证机构可据此开展标准化检测服务，为设备制造商出具权威的检测报告。在国际贸易中，符合IEC标准的技术指标将有助于消除技术性贸易壁垒，促进印刷电子设备的国际流通。长远来看，该标准有望成为全球印刷电子设备贸易中重要的技术互认基础。5结论与展望IEC62899-302-7:2025的正式发布，标志着印刷电子设备测试方法标准化工作取得了一项重要的国际性突破。该标准首次在国际层面系统规范了喷墨印刷电子点位置评价的测量方法，有效填补了该领域国际标准的空白，为全球印刷电子产业提供了统一的技术语言和评价标尺。标准的发布实施将有力促进喷墨印刷设备的技术进步和质量提升，为印刷电子器件的高精度制造提供坚实的计量测试基础。展望未来，印刷电子标准化工作仍面临诸多新课题。一方面，随着超高精度喷墨印刷技术的发展，对亚微米级点位置测量方法的需求将日益迫切，现有标准体系需要适时修订和扩展；另一方面，卷对卷（Roll-to-Roll）高速印刷、多喷头拼接印刷、三维共形印刷等新工艺形态不断涌现，对点位置评价提出了新的测试需求，相关标准预研应尽早布局。此外，人工智能技术在图像识别和数据处理领域的应用也为点位置测量的自动化、智能化提供了新的技术路径，有望在未来的标准修订中得到体现。参考文献[1]IEC62899-302-7:2025,Printedelectronics-Part302-7:Equipment-Inkjet-Measurementmethodsofdotplacementevaluationforprintedelectronics.Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2025.[2]国家标准化管理委员会.全国印刷电子产业技术标准化发展报告（2024年度）.[3]中国电子技术标准化研究院.印刷电子标准化白皮书.北京:中国电子技术标准化研究院,2023.[4]