油墨工藝流程技術(shù)

油 工藝

術(shù)

要2004/3/12PCB

印刷線路板之用途：2004/3/12目前不少電器用品中(包括電視機(jī)，錄音機(jī)，個人電腦，手提電話等)，主要電子部份都采用PCB印刷線路板。Solder

Mask

防焊油墨之用途：防焊油墨使用於印刷線路板上，目的是永久性保護(hù)印刷線路板上之線路，防止線路氧化、因不小心擦花導(dǎo)致開路或短路問題。2004/3/12其他絕緣介質(zhì)油墨UV紫外光固化+熱固化型感光顯像法防蝕刻油墨絲網(wǎng)印刷法UV紫外光固化型防焊油墨油墨原料UV紫外光固化型文字油墨熱固化型固化方法分類圖形轉(zhuǎn)移方法分類油墨用途分類PCB

印刷線路板使用油墨分類：防焊油墨2004/3/12絲網(wǎng)印刷法(BGA基板用，含有後UV固化型)噴墨涂布法簾幕涂布法感光顯像型熱固化型紫外線固化型紫外線+熱固化型文字油墨感光顯像型熱固化型紫外線固化型油墨用途分類(1)：防蝕刻油墨絲網(wǎng)印刷法噴墨涂布法簾幕涂布法感光顯像型熱固化型紫外線固化型防鍍金油墨

熱固化型絕緣介質(zhì)油墨感光顯像型熱固化型油墨用途分類(2)：2004/3/12防焊油墨主要成份：防焊油墨主體(展色劑)填充劑著色劑添加劑樹脂稀釋劑無機(jī)填充劑有機(jī)填充劑顏料染色物硬化劑黏度調(diào)整劑(有機(jī)溶劑)其他增粘劑，有機(jī)溶劑，稀釋劑重合感光起始劑，硬化加促劑,樹脂反應(yīng)性稀釋劑，有機(jī)溶劑2004/3/122004/3/12防焊油墨之制造流程：原料計量/調(diào)配混合研磨黏度調(diào)整檢查/測試過濾包裝填充劑使用之目的及種類：2004/3/12目的：主要是油墨上強(qiáng)化劑之使用，增加油墨之特性如耐熱性及鉛筆硬度之測試。種類：

BaSO4,

SiO2,

Talc（云母）主要成份：Barium

SulfateSilicaTalc:

BaSO4:SiO2(可使油墨表面粗化）:

3MgO．4SiO2．H2O感光防焊油墨標(biāo)準(zhǔn)工藝流程：酸處理，機(jī)械研磨(針轆，不織布刷輪，噴砂/火山灰磨板)絲網(wǎng)印刷法，簾幕涂布法，噴涂法，滾輪涂布法預(yù)烤(立式烤箱，隧道式烤箱)75oC，40~60分鐘圖形轉(zhuǎn)移(紫外線照射)300~700mJ/cm21.0wt%

Na2CO330oC，60~90秒(立式烤箱，隧道式烤箱)150oC，60~90分鐘前處理油墨印刷預(yù)

烤曝

光顯

影後固化2004/3/12前處理：(酸處理，研磨)2004/3/12目的：通常是以酸處理將基板/銅板表面之氧化物及油污去除掉，及再加刷磨把板面加以粗化成凹凸?fàn)睿黾佑湍c基板之密著性。研磨方法：一般機(jī)械性研磨采用針轆/尼龍擦輪Nylon

Brush，不織布刷輪Buff，鋁粉噴砂Jet

Scrubbing/火山灰磨板Pumice

Scrubbing等。另一方面，前處理方法也有化學(xué)研磨Chemical

Treatment之方法。前處理：(酸處理，研磨)2004/3/12機(jī)械刷磨

化學(xué)微蝕前處理加工於研磨後，若水洗不足時板面上殘留物化學(xué)藥物時，油墨與銅板間之密著性便會降低；同時，油墨之耐熱性、耐酸堿性及耐鍍金性等也會因而降低。2004/3/12【注意事項】油墨涂布：2004/3/12涂布方法方面，一般業(yè)界以絲網(wǎng)印刷及簾幕涂布為主，亦有以噴墨涂布方法涂布。目前噴涂方法涂布開始普遍。絲網(wǎng)印刷法：以36~51T

(即90~125

mesh)

的網(wǎng)紗，并以20~25

角度斜拉網(wǎng)，網(wǎng)漿厚度約25微米

(約需覆蓋3~5次)，刮刀角度10~15

，刮刀壓力6kg/cm2，刮刀行速10cm/sec。一般采用10mm厚刮刀，刮刀硬度為65~75度簾幕涂布法：簾幕型造器夾縫寬0.5mm，進(jìn)板速度90m/min，油墨黏度60~90秒(以

Din

Cup

No.4測量)，濕膜油墨重量約100~120g/m2。噴墨涂布法：有壓縮空氣噴涂機(jī)及離心力靜電噴涂機(jī)兩種，因未有一定規(guī)格，需以每部機(jī)器實驗生產(chǎn)參數(shù)。2004/3/12油墨涂布：防焊油墨涂布方法分類及其特長：2004/3/12絲網(wǎng)印刷簾幕涂布噴墨涂布生產(chǎn)性一般優(yōu)良涂布效能優(yōu)良差導(dǎo)通孔顯影性一般優(yōu)優(yōu)導(dǎo)通孔塞孔能力良差差線路間氣泡問題一般優(yōu)良細(xì)線路上油墨厚度一般差一般油墨厚度：標(biāo)準(zhǔn)油墨厚度：10–25微米(線路面油墨，固化後測量)適當(dāng)油墨厚度：15–25微米(線路面油墨，固化後測量)油墨厚度太薄(10微米以下)：耐熱性、耐酸堿性、耐鍍金性及鉛筆硬度等降低，油墨容易出現(xiàn)剝落?；纳先菀装l(fā)生長胖(Halation)及背光漬(Back

SideExposure)問題。2004/3/12【注意事項】【注意事項】2004/3/12油墨厚度太厚(25微米以上)：側(cè)蝕擴(kuò)大。溶劑難以在預(yù)烘工序時揮發(fā)，容易出現(xiàn)黏曝光底片及曝光後出現(xiàn)菲林壓痕耐熱性、耐酸堿性、耐鍍金性等降低黏度稀釋：如使用絲網(wǎng)印刷法，油墨加入溶劑稀釋后，線路邊角位油墨厚度將會偏薄，盡可能避免。簾幕涂布法及噴墨涂布法，則因為操作方法，必須把油墨稀釋，請根據(jù)每種油墨的技術(shù)資料冊，使用該適當(dāng)?shù)娜軇┓N類及份量。靜置時間：2004/3/1215–30分鐘目的：不論使用何種方法涂布，多少總有氣泡留在線路之間，為免油墨涂層穿破或不平均，在預(yù)烘前需靜置15-30分鐘，讓氣泡穿破及油墨整平。預(yù)烤：2004/3/12目的：把油墨內(nèi)所含有的部份有機(jī)溶劑揮發(fā)，形成乾燥膜，從而進(jìn)行曝光加工。烤箱之種類：隧道式熱風(fēng)循環(huán)烤箱及立式熱風(fēng)循環(huán)烤箱?！纱螁蚊嬗∷?，并作兩面同時曝光2004/3/12第一面:75C/15-25分鐘(熱風(fēng)循環(huán)烤箱)第二面:75C/25-35分鐘(熱風(fēng)循環(huán)烤箱)·雙面印刷雙面曝光或單面曝光75 C/40-60分鐘(熱風(fēng)循環(huán)烤箱)【標(biāo)準(zhǔn)條件】【注意事項】2004/3/12預(yù)烤不足時，將有下列情況發(fā)生：油墨表面乾燥不足，曝光時會粘曝光底片，或油墨面出現(xiàn)曝光壓痕。顯影時油墨容易被顯影藥液侵蝕，側(cè)蝕因而擴(kuò)大，容易出現(xiàn)SMTPad間油墨脫落問題，嚴(yán)重時更會使油墨表面白化現(xiàn)象。【注意事項】2004/3/12預(yù)烤過度時，將有下列情況發(fā)生：·熱硬化樹脂會開始化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，造成顯影不凈、無法顯影的問題；特別是以兩次單面印刷，并作兩面同時曝光方式生產(chǎn)時，第一面印

刷的油墨比較容易預(yù)烘過度，必須遵守所使用的油墨技術(shù)資料冊上

的預(yù)烘極限，作為生產(chǎn)條件。靜置冷卻：2004/3/1210-20分鐘目的：預(yù)烤後由烘烤風(fēng)箱取出，必須冷卻至室溫才可進(jìn)行曝光，速冷風(fēng)冷卻或自然冷卻皆可。否則，於曝光加工時，容易出現(xiàn)菲林壓痕問題。【注意事項】小心冷風(fēng)機(jī)或空調(diào)系統(tǒng)滴水，油墨沾水後亦會慢慢開始化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，造成難以顯影問題。曝光：2004/3/12目的：曝光加工主要利用UV紫外線照射把圖形轉(zhuǎn)移至油墨上。油墨內(nèi)之感光起始劑受到UV紫外線照射後，幫助油墨內(nèi)光敏聚合反應(yīng)開始，形成高分子聚合物。(基於不同油墨之種類及印刷之厚度，曝光量之調(diào)校必須參考油墨技術(shù)資料)一般采用7仟瓦特曝光機(jī)，配合超高壓水銀燈或鹵素?zé)簟Ｓ湍泄獠ㄩL：365nm可使用曝光量范圍：150-500mJ/cm2(可使用ORC

UV351曝光表測量)Stouffer

21格曝光尺：9-11格2004/3/12【標(biāo)準(zhǔn)條件】【曝光示意圖】UV-Radiation

Energy

Distribution

in

theResistIdeal

Energy

DistributionUV-EnergyActualResist

x-axis玻璃或有機(jī)框體曝光底片底片保護(hù)膜油墨層銅箔及基板電介質(zhì)2004/3/12【注意事項】2004/3/12曝光量需要隨油墨厚度而調(diào)整：油墨厚–曝光量高油墨薄–曝光量低如曝光能量不足時：側(cè)蝕擴(kuò)大。油墨剝落。顯影後，油墨表面白化。如曝光能量過高時：基材表面出現(xiàn)背光漬(鬼影)。油墨邊緣出現(xiàn)長胖Halation增生現(xiàn)象。2004/3/12【注意事項】曝光加工時油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反應(yīng)(1)1.感光起始：II

*I

*I

*R

*I2.開始反應(yīng)：R

+

MRM3.成長反應(yīng)：RM

+

MRM2RM

+

MRMm

+

RMnRMn+1Pm+n4.停止反應(yīng)：RMm

+

RMnI=感光起始劑2004/3/12Pm

+PnM=反應(yīng)性單份子P=高份子聚合物2004/3/12曝光加工時油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反應(yīng)(2)感光起始劑RH︳R

+

CH2=CHCOORRCH2C︳COORHHH︳︳︳RCH2C

+CH2=CHCOOR︳R-(CH2C)CH2C︳COORCOORHHH

H︳︳︳︳~

R~CH2C

+︳︳~

R~CH2C︳COOR~R~CH2C-CCH2~R~︳COORROOCCOOR~R~CH2CH=CH~R~+︳︳ROOCCOORH︳~

R~CH2C

+

T~R~CH2CH2COOR

+

T︳COOR2004/3/12靜置時間：10–30分鐘目的：曝光完成後，光敏聚合反應(yīng)仍繼續(xù)進(jìn)行，因此靜置時間的目的是讓光敏聚合反應(yīng)完全。2004/3/12顯影：目的：顯影之主要目的是將因沒有受到UV紫外線照射而架橋之油墨除去。顯影加工時油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反應(yīng)：COOH樹脂COOH+Na2CO

3COO

-Na+樹脂COO

-Na++NaHCO

3【標(biāo)準(zhǔn)流程】顯影(1wt%碳酸鈉，30C，60-90秒)水洗乾板反應(yīng)式分解如下：【顯影加工時油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反應(yīng)：】Na2CO3

+

H2O

NaOH

+

NaHCO3(1)(CH2CH)O=C-O-H

+

NaOH(CH2CH)(2)O=C-O-Na

+

H2OResist

binder’scarboxylic

acid

groupSoluble

sodiumcarboxylate

salt2004/3/12顯影藥液濃度低時：顯影性下降顯影藥液濃度高時：顯影性下降、油墨表面白化、側(cè)蝕擴(kuò)大2004/3/12藥液溫度低時：藥液溫度高時：顯影性下降油墨表面白化、側(cè)蝕擴(kuò)大藥液噴壓低時：藥液噴壓高時：顯影性下降油墨表面白化、側(cè)蝕擴(kuò)大·空網(wǎng)柯式印刷時，小孔容易被油墨填塞；如果需要把孔內(nèi)油墨沖走，顯影操作條件將需適量改變?！咀⒁馐马棥酷峁袒?最終固化)：2004/3/12目的：於顯影加工後必須經(jīng)過高溫烤板，目的是使油墨內(nèi)熱固化之化學(xué)結(jié)構(gòu)反應(yīng)架橋?！緲?biāo)準(zhǔn)條件】150 C

/

60-90分鐘

(循環(huán)熱風(fēng)烤箱)【注意事項】固化不足時，防焊油墨的耐熱性、耐堿性及電阻值將會下降。固化過度時，防焊油墨的耐酸性及耐鍍金性將會下降。後固化加工時油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反應(yīng)(1)：樹脂COOHCOOH樹脂COO

C

H

2-CH

-RCOOCH

2-CH

-R▏OHCH

2-CH

-RO+2004/3/12後固化加工時油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反應(yīng)(2)：2004/3/12文字油墨：熱硬化型及紫外線硬化型文字油墨皆可使用；在防焊油墨固化前或之後，亦可印刷文字油墨?！咀⒁馐马棥繜嵊不臀淖钟湍贤饩€硬化型文字油墨防焊油墨固化前印刷文字油墨印刷時，容易擦傷防焊油墨白色文字油墨容易變黃印刷時，容易擦傷防焊油墨;白色文字油墨容易變黃;防焊油墨與銅面結(jié)合力下降防焊油墨固化後印刷文字油墨防焊油墨過度固化，造成耐酸及耐鍍金性下降.文字油墨與防焊油墨結(jié)合力下降2004/3/12其他注意事項：2004/3/12停放時間：由印刷後至顯影完畢為止，盡可能在12-24小時內(nèi)完成。線路板之搬運(yùn)：顯影後，防焊油墨硬度較低，容易被碰傷擦花；在固化完成前，線路板之間需要使用紙張或膠片分隔，并小心搬運(yùn)。熱風(fēng)整平(噴錫)後，錫層會高出油墨表面，疊板時容易令防焊油墨被碰傷擦花；線路板之間需要使用紙張或膠片分隔，并小心搬運(yùn)。線路板重工：印刷或預(yù)烘後，如需要把防焊油墨退洗，只須先預(yù)烘，再在顯影槽內(nèi)噴洗2-3分鐘，以確保孔油墨被完全清洗。如有退洗大量重工板後，顯影藥液會嚴(yán)重老化，請更換新顯影藥液作正常生