PCB制(zhì)闆表面阻焊層的應用

PCB制(zhì)闆表面阻焊層的應用

一、PCB制(zhì)闆表面阻焊層的應用

印制(zhì)電(diàn)路闆的阻焊膜是一個(gè)永久性的保護層，它不僅在功能上(shàng)具有(yǒu)防焊、保護、提高(gāo)絕緣電(diàn)阻等作(zuò)用，而且對電(diàn)路闆的外觀質量也有(yǒu)很(hěn)大(dà)影(yǐng)響。早期阻焊膜印刷是先使用阻焊底片制(zhì)作(zuò)網版圖形，再印刷UV光固化型阻焊油墨。每次印刷後，由于絲網變形、定位不準等原因造成焊盤上(shàng)殘留多(duō)餘的阻焊膜，需要很(hěn)長的時(shí)間(jiān)來(lái)刮除，消耗大(dà)量的人(rén)力與時(shí)間(jiān)。液态感光阻焊油墨不需要制(zhì)作(zuò)網版圖形，采用空(kōng)網印刷，接觸式曝光。這種工藝對位精度高(gāo)、阻焊膜附着力強、耐焊性好、生(shēng)産效率高(gāo)，現已逐漸代替光固型油墨。

1．工藝流程

制(zhì)阻焊膜底片→沖底片定位孔→清洗印制(zhì)電(diàn)路闆→配制(zhì)油墨→雙面印刷→預烘→曝光→顯影(yǐng)→熱固

2．關鍵工藝過程分析

(1) 預烘

預烘的目的是為(wèi)了蒸發油墨中所含的溶劑，使阻焊膜成為(wèi)不粘的狀态。針對油墨的不同，其預烘的溫度、時(shí)間(jiān)各不相同。預烘溫度過高(gāo)，或幹燥時(shí)間(jiān)過長，會(huì)導緻顯影(yǐng)不良，降低(dī)解像度；預烘時(shí)間(jiān)過短(duǎn)，或溫度過低(dī)，在曝光時(shí)會(huì)粘連底片，在顯影(yǐng)時(shí)，阻焊膜會(huì)受到碳酸鈉溶液的侵蝕，引起表面失去光澤或阻焊膜膨脹脫落。

(2)曝光

曝光是整個(gè)工藝過程的關鍵。對于陽圖片，曝光過度時(shí)，由于光的散射，圖形或線條邊緣的阻焊膜與光反應(主要是阻焊膜中含有(yǒu)的感光性聚合物與光反應)，生(shēng)成殘膜，而使解像度降低(dī)，造成顯影(yǐng)出的圖形變小(xiǎo)，線條變細；若曝光

不足時(shí)，結果與上(shàng)述情況相反，顯影(yǐng)出的圖形變大(dà)，線條變粗。這種情況通(tōng)過測試可(kě)以反映出：曝光時(shí)間(jiān)長的，測出的線寬是負公差；曝光時(shí)間(jiān)短(duǎn)的，測出的線寬是正公差。在實際工藝過程中，可(kě)選用“光能量積分儀”來(lái)測定最佳曝光時(shí)間(jiān)。

(3)油墨粘度調節

液态感光阻焊油墨的粘度主要是通(tōng)過硬化劑與主劑的配比以及稀釋劑添加量來(lái)控制(zhì)。如果硬化劑的加入量不夠，可(kě)能會(huì)産生(shēng)油墨特性的不平衡。硬化劑混合後，在常溫下會(huì)進行(xíng)反應，其粘度變化如下。

30min以內(nèi)：油墨主劑和(hé)硬化劑還(hái)沒有(yǒu)充分融合，流動性不夠，印刷時(shí)會(huì)堵塞絲網。

30min～10h：油墨主劑和(hé)硬化劑已充分融合，流動性适當。

10h以後：油墨本身各材料間(jiān)的反應一直主動進行(xíng)，結果造成流動性變大(dà)，不好印刷，硬化劑混合後的時(shí)間(jiān)越長，樹(shù)脂和(hé)硬化劑的反應也越充分，随之油墨光澤也變好。為(wèi)使油墨光澤均勻、印刷性好，最好在硬化劑混合後放置30min開(kāi)始印刷。

如果稀釋劑加入過多(duō)，會(huì)影(yǐng)響油墨的耐熱性及硬化性。總之，液态感光阻焊油墨的粘度調節十分重要：粘度過稠，網印困難。網版易粘網；粘度過稀，油墨中的易揮發溶劑量較多(duō)，給預固化帶來(lái)困難。

油墨的粘度采用旋轉式粘度計(jì)測量。在生(shēng)産中，還(hái)要根據不同的油墨及溶劑，具體(tǐ)調整粘度的最佳值。

二、PCB圖形轉移過程中抗蝕抗電(diàn)鍍層的應用

在印制(zhì)電(diàn)路闆的制(zhì)作(zuò)工藝中，圖形轉移是關鍵工序，以前常用幹膜工藝來(lái)進行(xíng)印制(zhì)電(diàn)路圖形的轉移。現在，濕膜主要用于多(duō)層印制(zhì)電(diàn)路闆的內(nèi)層線路圖形的制(zhì)作(zuò)和(hé)雙面及多(duō)層闆的外層線路圖形的制(zhì)作(zuò)。

1．工藝過程

前處理(lǐ)→網印→烘烤→曝光→顯影(yǐng)→抗電(diàn)鍍或抗腐蝕→去膜→下道(dào)工序

2．關鍵工藝過程分析

(1) 塗布方式的選擇

濕膜塗布的方式有(yǒu)網印型、滾塗型、簾塗型、浸塗型。

在這幾種方法中，滾塗型方法制(zhì)作(zuò)的濕膜表面膜層不均勻，不适合制(zhì)作(zuò)高(gāo)精度印制(zhì)電(diàn)路闆；簾塗型方法制(zhì)作(zuò)的濕膜表面膜層均勻一緻，厚度可(kě)精确控制(zhì)，但(dàn)簾塗式塗布設備價格昂貴、适合大(dà)批量生(shēng)産；浸塗型方法制(zhì)作(zuò)的濕膜表面膜層厚度較薄，抗電(diàn)鍍性差。根據現行(xíng)PCB生(shēng)産要求，一般采用網印型方法進行(xíng)塗布。

(2)前處理(lǐ)

濕膜和(hé)印制(zhì)電(diàn)路闆的粘合是通(tōng)過化學鍵合來(lái)完成，通(tōng)常濕膜是一種以丙稀酸鹽為(wèi)基本成分的聚合物，它是通(tōng)過自由移動的未聚合的丙稀酸鹽團與銅結合。本工藝采用先化學清洗再機械清洗的方法來(lái)确保上(shàng)述的鍵合作(zuò)用，從而使表面無氧化、無油污、無水(shuǐ)迹。

(3)粘度與厚度的控制(zhì)

在5％的點上(shàng)，濕膜的枯度為(wèi)150PS，低(dī)于此粘度印刷的厚度，達不到要求。濕膜印刷原則上(shàng)不加稀釋劑，如要添加應控制(zhì)在5％以內(nèi)。

濕膜的厚度是通(tōng)過下述公式來(lái)計(jì)算(suàn)：

hw＝[hs- (S + hs)]+P％

式中，hw為(wèi)濕膜厚度；hs為(wèi)絲網厚度；S為(wèi)填充面積；P為(wèi)油墨固體(tǐ)含量。

以100目的絲網為(wèi)例：

絲網厚度：60 μm；開(kāi)孔面積：30％；油墨的固體(tǐ)含量：50％。

濕膜的厚度=[60-(60×70％)]× 50％=9μm

當濕膜用于抗腐蝕時(shí)，其膜厚一般要求為(wèi)15～20μ m；當用于抗電(diàn)鍍時(shí)其膜厚一般要求為(wèi)20～30μm。因此，濕膜用于抗腐蝕時(shí)，應印刷2遍，此時(shí)厚度為(wèi)18μm左右，符合抗腐蝕要求；用于抗電(diàn)鍍時(shí)，應印刷3遍，此時(shí)厚度為(wèi)27μm左右，符合抗電(diàn)鍍膜厚要求。濕膜過厚時(shí)易産生(shēng)曝光不足、顯像不良、耐蝕刻差等缺點，抗電(diàn)鍍時(shí)會(huì)被藥水(shuǐ)浸蝕，造成脫膜現象，且感壓性高(gāo)，在貼合底片時(shí)易産生(shēng)粘底片情況；膜過薄時(shí)容易産生(shēng)曝光過度、電(diàn)鍍絕緣性差、脫膜和(hé)在膜層上(shàng)出現電(diàn)鍍金屬的現象等缺點，另外，曝光過度時(shí)，去膜速度也較慢。