IEC 62899-402-12025 印刷电子产品 第402-1部分可印刷性 质量的测量 线图案宽度标准立项发展报告

印刷电子产品第402-1部分：可印刷性质量的测量线图案宽度StandardizationDevelopmentReport:PrintedElectronics-Part402-1:Printability-MeasurementofQualities-LinePatternWidths摘要随着印刷电子技术在柔性显示、智能穿戴、物联网传感及能源器件等领域的规模化应用，线图案宽度作为评估印刷质量与导电功能层精度的核心几何参数，其标准化测量方法已成为全球产业链协同发展的关键共性需求。本报告基于国际电工委员会（IEC）正式发布的IEC62899-402-1:2025标准，系统分析该标准的立项背景、技术内容、关键测量方法与适用边界。报告首先梳理了印刷电子领域标准化工作的国际格局与IEC62899系列标准框架，进而详细解析线图案宽度测量在术语定义、测量条件设置、试样制备和数据处理等方面的技术规定，并重点介绍了标准主要起草单位——韩国电子技术研究院（KETI）在标准制定过程中的技术贡献与组织协调角色。该标准为印刷电子制造过程中的质量控制和在线检测提供了统一的技术依据，有助于提升不同实验室间测量结果的可比性与可复现性，预期将有力推动印刷电子产业从研发试制向规模化量产的平稳过渡，对促进国际贸易和技术交流具有重要的基础性支撑作用。关键词：印刷电子；可印刷性；线图案宽度；标准测量方法；IEC62899；质量控制AbstractWiththelarge-scaleapplicationofprintedelectronicsinflexibledisplays,smartwearables,IoTsensors,andenergydevices,linepatternwidth—asthecoregeometricparameterforevaluatingprintingqualityandtheaccuracyofconductivefunctionallayers—hasbecomeacriticalcommonrequirementforthecoordinateddevelopmentoftheglobalindustrialchain.Thisreportsystematicallyanalyzestheprojectinitiationbackground,technicalcontent,keymeasurementmethods,andapplicablescopeoftheIEC62899-402-1:2025standardofficiallyreleasedbytheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC).ThereportfirstreviewstheinternationallandscapeofstandardizationeffortsinthefieldofprintedelectronicsandtheframeworkoftheIEC62899series,thenprovidesadetailedanalysisofthetechnicalprovisionsconcerningterminologydefinitions,measurementconditionsettings,specimenpreparation,anddataprocessingforlinepatternwidthmeasurement.ItfurtherhighlightsthetechnicalcontributionsandcoordinationroleoftheKoreaElectronicsTechnologyInstitute(KETI),aprincipaldraftingorganization.Thisstandardprovidesaunifiedtechnicalbasisforqualitycontrolandon-lineinspectioninthemanufacturingprocessofprintedelectronics,whichisexpectedtoenhancethecomparabilityandreproducibilityofmeasurementresultsacrossdifferentlaboratories,andtopromoteasmoothtransitionoftheprintedelectronicsindustryfromR&Dpilotproductiontolarge-scalemanufacturing.Keywords:Printedelectronics;Printability;Linepatternwidth;Standardmeasurementmethod;IEC62899;Qualitycontrol1引言印刷电子技术是指利用印刷工艺（如丝网印刷、喷墨印刷、凹版印刷、柔版印刷等）在柔性或刚性基板上制造电子器件和电路的一类增材制造技术。相较于传统硅基微电子制造工艺，印刷电子具备工艺温度低、材料利用率高、可大面积制备和适用于柔性衬底等突出优势，因而在有机发光二极管（OLED）显示、射频识别标签（RFID）、智能包装、可穿戴健康监测传感器、薄膜太阳能电池及分布式能源存储器件等领域展现出广阔的应用前景[1]。近年来，全球印刷电子市场规模持续扩大。据相关行业研究报告显示，2024年全球印刷电子市场规模已突破百亿美元，预计至2030年将保持两位数以上的年均复合增长率[2]。然而，随着产业从实验室研发向规模化生产过渡，印刷电子产品的质量控制问题日益突出：各生产企业和检测机构在测量线宽等关键几何参数时，普遍存在测量设备选择差异、测量条件不统一、数据处理方法各异等情况，导致同类产品的测量结果缺乏可比性，制约了产业链上下游之间的技术衔接和产品互认。在此背景下，国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）下属的TC119（印刷电子技术委员会）启动了IEC62899-402-1标准的制定工作。该标准作为IEC62899系列中"可印刷性"（Printability）子体系下的第402-1部分，聚焦于线图案宽度（Linepatternwidths）的测量方法与质量评价，旨在为印刷电子产业链各方提供统一、可复现的测量技术规范。本报告从标准化发展的视角出发，系统阐述IEC62899-402-1:2025标准的立项背景、编制过程、核心技术内容和推广应用价值，以期为国内印刷电子领域相关单位理解和采用该标准提供参考。2标准立项背景与需求分析2.1产业发展的标准化需求印刷电子产品的性能和可靠性在很大程度上取决于印刷图案的几何精度，其中线图案宽度是最基础的几何控制参数之一。线宽不仅直接决定导电图形的电阻特性、线路密度和集成度，还影响印刷层的均匀性、边缘锐度以及与后续功能层之间的对位精度。在实际生产过程中，影响线宽精度的因素极为复杂，涵盖墨水/浆料的流变特性、基板的表面能及吸收性、印刷设备的机械精度、印刷工艺参数（如刮刀压力、印刷速度、网版张力等）以及干燥固化过程中的收缩行为等[3]。不同材料和工艺组合下获得的线宽可能存在显著差异，甚至同一批次产品在不同位置的线宽也可能出现波动。2.2国内外标准现状在IEC62899-402-1发布之前，印刷电子领域中几何参数测量的标准化工作总体处于起步阶段。国际上虽已有部分关于印刷线路板（PCB）线宽测量的标准方法，如IPC-TM-650中的相关测试方法，但其测量对象、试样类型和精度要求主要针对传统蚀刻工艺制备的铜箔线路，不能完全适用于印刷工艺制备的薄膜导电图案[4]。在印刷电子领域，IECTC119自2011年成立以来，已陆续发布了多项涉及术语、材料、设备和可靠性评价的标准，但针对可印刷性中几何参数测量的标准尚属空白。各企业和研究机构在测量线宽时，通常借用半导体或PCB行业的测量方法，或自行制定内部规范，造成了方法各异、量值偏差大的局面。2.3标准立项的必要性在上述背景下，制定一项专门针对印刷电子产品线图案宽度测量的国际标准具有以下必要性：第一，统一测量方法是实现产品质量可比的前提。只有采用统一的测量方法和条件，不同企业、不同实验室之间的测量结果才具有可比性，产品的质量评价才能建立在可靠的数据基础之上。第二，标准化测量有助于推动产业链协同。材料供应商、设备制造商和产品终端用户之间需要基于一致的测量口径进行技术对接和商务交流，降低沟通成本和技术风险。第三，国际标准是国际贸易的重要技术基础。统一的测量标准有助于消除技术性贸易壁垒，促进印刷电子产品和相关设备的国际流通[5]。基于上述产业需求，IECTC119经过充分论证和成员国投票，正式启动了IEC62899-402-1的制定工作。3标准编制过程与技术内容3.1编制历程IEC62899-402-1标准的制定经历了系统的标准研制流程。根据IEC导则要求，该标准从新工作项目提案（NWIP）到最终正式发布，依次完成了委员会草案（CD）、投票草案（CDV）和最终国际标准草案（FDIS）等关键阶段[6]。各阶段的技术讨论和意见处理均在IECTC119框架下由各成员国专家共同参与完成。经过多轮技术评审和意见征集，该标准于2025年5月9日正式发布。3.2标准的结构框架与适用范围IEC62899-402-1:2025属于IEC62899系列标准中"第402部分"的子标准。IEC62899系列的整体结构涵盖术语（第1部分）、材料（第2部分）、设备（第3部分）、印刷工艺与可印刷性（第4部分）以及可靠性评价（第5部分）等多个子体系。第402部分专注于"可印刷性—质量的测量"，而IEC62899-402-1则进一步聚焦于线图案宽度的测量。该标准适用于通过印刷工艺（包括但不限于丝网印刷、喷墨印刷、凹版印刷、柔版印刷等）制备于各类基板（包括聚合物薄膜、纸张、玻璃、陶瓷等）上的功能性线状图案的宽度测量。标准规定的方法既适用于生产线上的在线质量监控，也适用于离线实验室检测。3.3关键技术内容3.3.1术语与定义标准对涉及线图案宽度测量的关键术语进行了规范定义，包括但不限于：-线图案宽度：印刷线条在垂直于长度方向上的几何宽度尺寸；-标称宽度：设计文件中规定的理论线宽值；-有效测量宽度：在特定测量条件下获得的可用于评价的实际宽度值；-边缘粗糙度：线条边缘相对于理想直线的偏差程度。这些定义的统一为不同测量者和不同测量方法之间的沟通提供了共同语言。3.3.2测量方法分类标准根据测量原理和适用场景，将线宽测量方法划分为以下几类：（1）光学显微镜法：利用光学显微镜配合图像分析系统，对印刷线条进行放大观测和宽度测量。该方法操作简便、成本较低，适用于常规质量控制场景，测量分辨率受限于光学衍射极限。（2）扫描电子显微镜法：利用扫描电子显微镜在高倍率下对线条截面或表面形貌进行观测，可获得更高的测量分辨率，适用于精细线路和微米级线宽的测量[7]。（3）激光共聚焦显微镜法：利用激光共聚焦扫描技术获取线条的三维形貌信息，可同时获取线宽和截面轮廓数据，适用于需要评价线条截面形状的场合。（4）触针式表面轮廓仪法：通过机械触针沿垂直于线条方向扫描，获取线条的截面轮廓曲线，进而确定线宽参数。标准对每种方法的测量原理、仪器配置、校准要求和适用条件进行了详细规定，并给出了方法选择的指导性原则。3.3.3测量条件与试样制备为保证测量结果的可靠性和可比性，标准对测量环境和试样制备提出了明确要求：环境条件：测量应在标准大气条件下进行，温度控制在（23±2）℃范围内，相对湿度控制在（50±10）%范围内，如被测样品对环境敏感，应在更严格的环境条件下进行测量。试样制备：规定了试样在基板上的取样位置、取样数量、试样尺寸以及存储条件等要求。特别强调了印刷试样在测量前应完成充分的干燥或固化处理，以避免残余溶剂对测量结果的影响。仪器校准：所有测量仪器在使用前应按照国家或国际计量标准进行校准，并规定了校准周期和记录要求。3.3.4测量程序与数据处理标准详细规定了测量程序，包括测量方向的选择、测量截面的确定、有效测量区域的定义等。在数据处理方面，标准推荐了对多条测量线的测量结果进行统计分析的方法，包括计算平均值、标准偏差、最大值、最小值以及过程能力指数（Cpk）等统计参数，用于全面评价印刷线宽的稳定性和一致性。3.4标准的特点与创新性IEC62899-402-1:2025作为印刷电子领域首个针对线图案宽度测量的国际标准，具有以下显著特点：（1）系统性：标准并非孤立地规定单一测量方法，而是构建了一个多方法、多层次的测量方法体系，覆盖了从生产现场快速检测到实验室精密分析的不同需求层级。（2）可操作性：标准在技术条款中充分考虑实际操作中的可行性，对每个测量步骤、仪器参数和数据处理方法都给予了具体可执行的指导。（3）开放性：标准采用性能导向的技术要求，而非限定特定的仪器型号或制造商，为技术的发展和创新留出了空间。4主要起草单位与技术支持4.1韩国电子技术研究院IEC62899-402-1:2025标准的制定工作主要由韩国电子技术研究院（KoreaElectronicsTechnologyInstitute,KETI）牵头承担。KETI成立于1991年，是韩国政府下属的电子信息技术专业研究机构，隶属于韩国产业通商资源部（MOTIE），总部位于京畿道城南市，在首尔、光州和釜山等地设有分院[8]。KETI在印刷电子领域深耕多年，建设了专业的印刷电子研发平台，配备了从材料合成、墨水配制、印刷工艺到器件制备和性能测试的完整研发链条。其在印刷电子标准化方面积累了丰富经验，承担了韩国国内多项印刷电子相关KS标准（韩国工业标准）的制修订工作，并深度参与了IECTC119的多项国际标准制定。在IEC62899-402-1标准的制定过程中，KETI充分发挥了其在以下方面的技术优势：-测量技术研究：KETI建立了各类线宽测量方法的实验验证能力，通过系统的对比实验，为不同测量方法的适用性和精度水平提供了翔实的数据支撑。-比对试验组织：KETI牵头组织了国际实验室间比对试验（Round-RobinTest），邀请来自多个国家的实验室对同一批印刷线宽试样进行测量，验证了标准草案中测量方法的可复现性和实验室间一致性。-标准文本编制：KETI的标准化专家团队承担了标准草案的主要编制工作，在技术内容的完整性、条款表述的准确性和标准结构的规范性方面做出了重要贡献。4.2其他参与单位除KETI外，该标准的制定还得到了来自日本、德国、美国、中国等IEC成员国的多个组织和专家的积极参与，包括日本产业技术综合研究所（AIST）、德国弗朗霍夫研究所（Fraunhofer）相关研究机构以及来自印刷电子企业和测量仪器制造商的专家代表。各参与方在标准讨论过程中贡献了各自在印刷工艺、测量技术和产业应用方面的丰富经验和独到见解。5标准实施展望5.1对产业发展的预期影响IEC62899-402-1:2025的发布实施，将对印刷电子产业链的各个环节产生深远的积极影响：对于材料供应商而言，统一的线宽测量标准有助于其在墨水/浆料产品开发过程中建立清晰的性能评价基准，加速新产品的验证和推广进程。材料供应商可依据标准中规定的测量方法，向客户提供准确可靠的印刷分辨率数据，从而增强产品的市场竞争力。对于设备制造商而言，标准为印刷设备的分辨率标定和性能评价提供了参考依据，有助于不同品牌设备之间的性能横向比较，推动设备技术的持续改进。对于产品制造商而言，标准为生产线上的质量控制和产品出厂检验提供了统一的方法依据，有助于建立全过程的质量追溯体系，提升产品质量的一致性和可靠性，降低因质量争议导致的商务风险。对于终端用户和第三方检测机构而言，标准为产品验收和公正检测提供了技术依据，有助于建立公平、透明的市场秩序。5.2后续标准化工作方向作为IEC62899-402-1的后续工作，IECTC119将继续围绕可印刷性测量开展系列标准的制定，包括但不限于薄膜厚度测量、印刷套准精度测量、边缘粗糙度评价等方法标准。此外，随着印刷电子技术向更高精度（亚微米级）和更大面积方向发展，相关测量标准的精度要求和适用范围也需要持续更新和拓展。对于中国而言，建议密切关注IEC62899-402系列标准的进展动态，适时推进对应国家标准（GB）和行业标准的制修订工作，实现国际标准与国内标准的协同发展。同时，鼓励国内相关机构和企业积极参与国际标准的制修订工作，在国际标准化舞台上贡献中国智慧和中国方案[9]。6结论IEC62899-402-1:2025《印刷电子产品第402-1部分：可印刷性质量的测量线图案宽度》是印刷电子领域国际标准化工作的一项重要成果。该标准立足产业实际需求，以统一线图案宽度测量方法为核心目标，系统规定了术语定义、测量方法分类、测量条件、试样制备、测量程序及数据处理等技术内容，构建了一套科学、系统且可操作性强的测量方法体系。该标准的发布填补了印刷电子领域几何参数测量标准的空白，为产业链各环节提供了统一的技术语言和质量评价依据，对提升印刷电子产品的质量控制水平、促进实验室间测量结果的可比性和互认性、推动国际技术交流与贸易便利化均具有重要意义。随着该标准在全球范围内的推广