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     摘要：本文概述了有關(guān)PCB油墨觸變及流平的理論，介紹了PCB所用國產(chǎn)油墨的發(fā)展，同時(shí)向讀者闡述觸變和流平在PCB油墨中的應(yīng)用。　　關(guān)鍵詞：觸變性 流平性 粘度 剪切力　　抗蝕油墨在PCB的生產(chǎn)中是用來完成加工線路圖型的材料。阻焊油墨是永久留在板面上的油墨，它不僅有抗熱沖擊、防腐、抗蝕、具有良好的電性能，還是一種表面裝飾。而標(biāo)記油墨又起著標(biāo)記，說明及畫龍點(diǎn)精的作用。  　　我國幾十年的印制板發(fā)展史也是印制板油墨的發(fā)展史，最早用于單面板線路油墨都是自己配制，以厚漆、填料、松香、溶劑為主的自干或烘干型油墨。七十年代中期又出現(xiàn)了以瀝清為主體的油墨，線條的邊緣有所改善，到八十年代初才有專業(yè)廠生產(chǎn)線路油墨。關(guān)于阻焊油墨是首先由廣州化工研究所試制的熱固阻焊油墨，當(dāng)時(shí)行銷大江南北。 　　隨著PCB技術(shù)的飛速發(fā)展和改革開放的深入，我國油墨市場已經(jīng)是繁花似錦，進(jìn)口油墨有美國、日本、西德、英國，而國產(chǎn)以臺(tái)灣居多。另外北京、廣東、杭州、無錫也有生產(chǎn)。　　無論是進(jìn)口油墨還是國產(chǎn)油墨都必須進(jìn)行試用，逐步找出其粘度的變化，必要時(shí)進(jìn)行性能的測試，利用其觸變及流平性能調(diào)整自己的操作規(guī)程才能很好地用于生產(chǎn)?！　『唵沃v，油墨的粘度是抵抗或阻止流動(dòng)的一種量度，下面用一簡單模型圖來介紹粘度的概念?！　≡趦蓪颖“彘g有一層液體，上層薄板可以移動(dòng)，下層薄板為固定板，其間距為x，一個(gè)大小為F的力作用于上層可移動(dòng)的薄板，使其按切線方向移動(dòng)，其速度相對于底部是v，在移動(dòng)時(shí)，兩層薄板之間多層液體也發(fā)生移動(dòng)，其頂部的速度最高，底部的速度最低，而中間層具有中等速度。定義速度梯度dυ／dx為剪切速率(D)，其單位是l／s。作用于頂部的力除以面積，即單位面積上所受的力(F／A)稱為剪切力(r)，其單位是Pa。粘度(η)是剪切力與剪切率的比值，η＝r/D，其單位是Pa·S。即剪切力一定時(shí)，粘度越大的液體，其切剪速率越小，也就是內(nèi)部的速率遞降越小，總起來可獲得下面三個(gè)公式，但是這三個(gè)公式也是牛頓型流動(dòng)的定量關(guān)系。也是流變學(xué)的三個(gè)要素：剪切力，剪切速率和粘度，所謂流變學(xué)就是描述物體在外力作用下產(chǎn)生流動(dòng)和變形規(guī)律的科學(xué)?！　〖羟新剩ㄋ俾剩〥=dv/dx=u/x（S-1） 　　剪切力（應(yīng)力）r=F/A（N/m2=Pa） 　　粘度=η（剪切應(yīng)力/剪切速率）=（F/A）/（V/X）=（PaS） 　　式中A=面積 F=力 V=速度（m/s）　　在電路板的圖型網(wǎng)印中最讓操作者頭疼的就是線條的精細(xì)控制和線條邊緣的陡直程度了。老實(shí)講在七十年代的自制油墨是無法解決線條的變粗、變細(xì)和邊緣不陡直的毛病。(當(dāng)然這同當(dāng)時(shí)制網(wǎng)版圖形有關(guān)，也同當(dāng)時(shí)網(wǎng)版的制造水平有關(guān))，為此油墨專家們根據(jù)上述的有關(guān)理論。首先是在油墨中加入流變劑，使其具有獨(dú)特的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，能保護(hù)已經(jīng)分散的顏料顆粒，形成有觸變性的油墨，有助于流掛的控制和保持良好的流平性，防止染料的沉降。我們在圖形網(wǎng)印時(shí)，不論是直接蝕刻圖形或是抗電鍍圖形都需要一個(gè)有理論值的線條寬度或線間距，這就需選擇具有較好觸變型的油墨。其粘度特點(diǎn)是：當(dāng)剪切速率增加時(shí)，粘度逐步下降；一理剪切力釋去粘度立即回復(fù)。使用油墨前根據(jù)需要進(jìn)行稀釋和攪拌，如果是手工攪拌開始較為費(fèi)力，隨著時(shí)間的增加，逐漸覺得省力，這是因?yàn)樵跀嚢钑r(shí)，油墨的原始結(jié)構(gòu)已經(jīng)遭到破壞，(隨著攪拌時(shí)間的增加，油墨原始結(jié)構(gòu)破壞程度隨之增加)攪拌后再靜止一段時(shí)間，在靜止的過程中遭破壞的結(jié)構(gòu)隨靜止時(shí)間的增加而逐步回復(fù)到原始值，也就是說在這時(shí)候進(jìn)行網(wǎng)印較為合適。(一般靜止20分鐘以上為宜)有良好觸變性的油墨網(wǎng)印時(shí)的汽泡也應(yīng)在5”~10”內(nèi)消失。這是因?yàn)樵谌魏渭羟兴俾氏缕湔扯鹊陀谖唇?jīng)剪切的原始材料的粘度值，結(jié)構(gòu)破壞也是暫時(shí)的。當(dāng)油墨網(wǎng)印在板面的過程中，油墨的運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)(剪切動(dòng)力)達(dá)不到攪拌時(shí)的強(qiáng)度，而結(jié)構(gòu)破壞也遠(yuǎn)不及攪拌時(shí)的強(qiáng)度，故油墨網(wǎng)印在板上時(shí)粘度也遠(yuǎn)不及攪拌時(shí)下降的多，因此所印圖形的寬度盡管需靜止但變化不會(huì)大，下圖是兩種觸變結(jié)果的對比。    所以應(yīng)注意：剪切速率增加和回復(fù)時(shí)粘度曲線所復(fù)蓋的區(qū)域是個(gè)衡量，是觸變性能的尺度。當(dāng)我們使用光成像抗電鍍油墨時(shí)，不同品牌亦有不同的結(jié)果，也會(huì)發(fā)生同樣情況。請看下面兩圖比較： 　　所以在油墨中添加一個(gè)有觸變效應(yīng)的涂料助劑，形成一個(gè)理想的觸變結(jié)構(gòu)是非常必要的。這也是PCB油墨中所要求的一個(gè)重要指標(biāo)，但應(yīng)指出的是這種觸變性能的增加并非無止境而是按生產(chǎn)實(shí)踐恰到好處。前幾年有的品牌油墨就有類似現(xiàn)象，光注重了油墨的觸變，使粘度增加，網(wǎng)印時(shí)刮印費(fèi)力、堵孔、而膜面粗糙，影響了線條的精度和后工序的正常進(jìn)行?！　【W(wǎng)印在基材上的油墨是否達(dá)到平態(tài)光滑的特性稱之為流平性。當(dāng)油墨網(wǎng)印在基材上時(shí)，將留下網(wǎng)格的痕跡，此痕跡可隨未干燥前的流動(dòng)而減輕，當(dāng)油墨的流平性差時(shí)，用肉眼仍能看到輕微網(wǎng)格的痕跡，如圖5所示： 　　應(yīng)說明的是：油墨由不平流向平滑的推動(dòng)力不是重力而是表面張力，圖中λ為兩網(wǎng)線間的距離，ao(波長)為振幅，當(dāng)2ao低于1μm時(shí)肉眼是看不出差別的。流平可用下面公式表示：　　△t=1g（ao）/（at）λ4η/226γx3　　式中γ為表面張力，ao表示起始的振幅，a1為t時(shí)的振幅，△t為流平到a1時(shí)所需的時(shí)間。從式中可看出，當(dāng)油墨粘度低時(shí)，△t小，X值高時(shí)，△t小，△t值小表示流平好，因此流平性好希望粘度低。 　　但是△t太小時(shí)，我們所印的板，除部分單面板外大都用扦架的方式去烘烤干燥，這時(shí)就有可能出現(xiàn)流掛的現(xiàn)象，請看圖6，我們稱重力引起油墨的流動(dòng)現(xiàn)象稱為流掛。對于油墨的流掛，是指經(jīng)網(wǎng)印扦架(豎起)后，油墨有不同程度的下流傾向，然而粘度是抗拒流動(dòng)的量度，它是防止流掛的因素，經(jīng)力學(xué)家分析，流掛的速度公式如下：　　V=ρgx2/2η　　式中ρ為油墨密度，η為粘度，g為重力加速度常數(shù)，x為涂層厚度，因此粘度大，流掛速度??；涂層薄時(shí)流掛速度也小，油墨的流平和流掛是兩個(gè)相矛盾的現(xiàn)象，良好的油墨流平性要求在足夠長的時(shí)間內(nèi)將粘度保持至最低點(diǎn)，有充分的時(shí)間使油墨流平，形成平整的涂膜，這樣就往往出現(xiàn)流掛。反之要求不完全出現(xiàn)流掛。油墨的粘度要求特別高，它將導(dǎo)致很少或完全沒有流動(dòng)性。為此需要一個(gè)優(yōu)良的流變助劑，其流平和流掛取得適當(dāng)?shù)钠胶猓丛诰W(wǎng)印條件下油墨粘度暫時(shí)低，并在粘度的滯后回復(fù)期間保持在低粘度下，顯示了良好的流平性；一旦流平后粘度又逐步回復(fù)，這樣就防止了流掛現(xiàn)象的產(chǎn)生。 　　綜上所述，在制做多層版內(nèi)層，單面板、標(biāo)牌、柵網(wǎng)、框架等產(chǎn)品時(shí)，我們需要油墨的流平性，這種流平性是指所使用油墨有流平和流掛的平衡，其要求是網(wǎng)印后能很快流平，而當(dāng)板豎起時(shí)又不能出現(xiàn)流掛。而在做孔化雙面板時(shí)，無論是直接印圖形的油墨還是光成像油墨都要良好的觸變性，而對流平性的要求則較之上述要小得多所以網(wǎng)印時(shí)用墨一般不稀釋，而攪拌后放置較長時(shí)間，使其充分的回復(fù)。目的是保證圖形的精確和不使油墨堵孔。  來源：北京市力拓達(dá)科技公司 李春甫 邵磊