阻焊膜是涂覆在印制板表面的永久性保護(hù)層,它有選擇地保護(hù)印制板表面,防止焊接元器件時導(dǎo)線和焊盤間發(fā)生短路、橋接。此外,它還具有防潮、防霉、防鹽霧的作用。因此,阻焊膜質(zhì)量的好壞不僅影響印制板的外觀,而且會影響印制板的使用壽命。 隨著印制電路板的發(fā)展,幕簾涂布(或絲網(wǎng)印制)液態(tài)感光阻焊油墨(LiquidPhoto imageableInk,縮寫為LPI)已成為印制板阻焊膜加工的主導(dǎo)方法。液態(tài)感光阻焊油墨,主要以光固化及熱固化的樹脂為主體,配合感光劑、熱固化劑、填料、色料及各種助劑組成。它通過簾涂或絲印的方法涂覆到蝕刻后的基板上,經(jīng)過預(yù)烘、曝光、顯影、后固化等一系列工藝過程,最后在印制板表面形成1種交聯(lián)固化的聚合物涂層。 阻焊膜加工完成后,必須達(dá)到附著力強(qiáng)、硬度高、耐溶劑、耐酸堿、耐熱油等要求。由于工藝過程較為復(fù)雜,因此不僅選擇阻焊油墨材料非常重要,而且在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格工藝控制更是確保阻焊膜質(zhì)量的關(guān)鍵所在。 下面結(jié)合實(shí)際生產(chǎn),談?wù)勅毡綝SR 2200NC阻焊油墨的工藝特性及其工藝控制要求。 一、DSR-2200NC感光阻焊油墨的工藝特性 1.阻焊膜的加工工藝過程 液態(tài)感光阻焊膜的在每個生產(chǎn)過程都必須加強(qiáng)工藝控制,才能保證阻焊膜的加工質(zhì)量。同是也要考慮到其它諸多因素。 2.2DSR-2200NC油墨的工藝特性 該油墨為雙組份液態(tài)感光熱固化型阻焊油墨,使用前應(yīng)按質(zhì)量比為3∶1的比例將主劑與硬化劑調(diào)制,充分?jǐn)嚢?,靜置10min,待氣泡消失后方可使用。加工成膜后,阻焊膜顏色為綠色,光亮度介于高光型和亞光型之間,物理性能良好。 二、使用壽命 DSR-2200NC液態(tài)感光油墨的主劑與固化劑應(yīng)在25℃以下避光保存,貯存期為6個月。在貯存期內(nèi)使用,可獲得良好的效果。從實(shí)際應(yīng)用情況來看,稍微超出有效期,只要工藝控制嚴(yán)格,也不會對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響(但對產(chǎn)品質(zhì)量要求嚴(yán)格的軍用印制板,絕對不能使用過期油墨)。兩組份混合后的油墨,其使用壽命僅為24小時。由于兩組份混合油墨各成分之間存在化學(xué)反應(yīng),即使嚴(yán)格控制貯存條件,超過24小時的油墨也絕對不能使用。因此,為避免浪費(fèi),要求根據(jù)用量大小,在使用前的10分鐘現(xiàn)配現(xiàn)用。 三、操作條件 絲印操作間一般要求控制的環(huán)境條件如下: (1)溫度:18℃~25℃; ?。?)相對濕度:50%~60%; ?。?)凈化等級:10000級以上; ?。?)安全光:黃光。 環(huán)境溫度主要對油墨粘度產(chǎn)生影響。溫度低,油墨粘度大,絲印操作困難,阻焊膜厚度增加;溫度高,油墨粘度低,流動性大,絲印阻焊膜過薄,達(dá)不到要求。 絲印前基板預(yù)干燥不充分或干燥后自然冷卻,會因周圍環(huán)境相對濕度較大,導(dǎo)致基板重新吸潮,將對絲印后涂層的結(jié)合力及銅面狀況產(chǎn)生不良影響。導(dǎo)致阻焊膜下銅箔氧化,產(chǎn)生黑斑,影響印制板外觀;或受熱沖擊時,阻焊膜起泡、脫落。因此,操作間環(huán)境濕度不能過高,一般應(yīng)控制在50%~60%相對濕度。如果由于條件所限,無法保證,就應(yīng)對絲印前預(yù)干燥嚴(yán)加控制。特別是基板的數(shù)量較多時,應(yīng)分批烘板,分批絲印。另外,印B面時,也要對冷卻時間加以控制,嚴(yán)防基板面重新吸潮。 阻焊油墨在未曝光固化之前,周圍環(huán)境中存在的微塵、紙屑、棉纖維、頭發(fā)等很容易吸附到油墨上,繼而涂覆到基板面上,成為阻焊膜上的多余物。不僅影響產(chǎn)品外觀,而且部分導(dǎo)電塵屑還會影響印制板的電性能,導(dǎo)致基板報廢。因此,操作間的凈化度應(yīng)達(dá)到一定等級。實(shí)際操作中,如果條件不具備,搞好環(huán)境衛(wèi)生就顯得非常重要,要求至少能保持地面、設(shè)備臺面干凈,嚴(yán)禁把灰塵帶入操作間內(nèi)。 DSR-2200NC阻焊油墨系感光材料,光譜吸收區(qū)域波長為310nm~440nm。因此操作時必須在安全光譜波長范圍內(nèi)進(jìn)行,一般在波長≥460nm的黃光區(qū)內(nèi)操作。 四、.阻焊油墨的工藝控制 1、 基板處理 基板處理的目的是去除印制線路銅箔面的氧化層,粗化銅面,清潔基板表面,以增強(qiáng)阻焊膜與基板的結(jié)合力。 基板處理一般包括酸處理、水洗、刷板、高壓水沖洗、烘干等步驟。酸處理一般采用2%~3%的稀硫酸溶液浸泡,若銅面氧化太嚴(yán)重,則延長浸泡時間,但酸的濃度一般不宜過高。浸酸后的基板,水洗必須充分,保證基板面上無殘留的酸液。水洗后的基板應(yīng)立即刷板、烘干,防止銅面再次氧化。刷板、高壓水沖洗和烘干等過程,最好在研磨清洗線(或浮石磨刷線)1次完成。研磨清洗后的基板還必須放進(jìn)80℃熱風(fēng)循環(huán)式烘箱干燥10min~15min,徹底去除基板面和印制線側(cè)面的水汽。對于印制線鍍層較厚的基板來說,這一過程尤為重要。干燥后的基板冷卻至室溫就可轉(zhuǎn)入絲?。ɑ蚝熗浚┳韬竸?。 2、阻焊膜加工 3、 油墨配制 使用前10min,應(yīng)將DSR2200NC油墨主劑與硬化劑按質(zhì)量比為3∶1的比例,根據(jù)用量多少進(jìn)行配制。兩組份混合前應(yīng)分別充分?jǐn)嚢瑁允垢鞒煞志鶆蚍植?,然后按配比混合,充分?jǐn)嚢?,靜置10min,使用前再次攪拌。所有接觸油墨的工具應(yīng)干凈清潔,不得帶有灰塵、毛屑等污物。 4、網(wǎng)版制作 絲印阻焊膜所用絲網(wǎng),一般選擇表面光滑、印料透過性好、彈性大、拉伸強(qiáng)度好、耐酸堿、耐有機(jī)溶劑的尼龍絲網(wǎng)。 首先應(yīng)根據(jù)所需阻焊膜厚度,選擇合適的絲網(wǎng)目數(shù),阻焊膜厚度一般要求在15μm~35μm,故通常選用100目的絲網(wǎng)。經(jīng)過繃網(wǎng)、洗網(wǎng)、封網(wǎng)、烘網(wǎng)等過程,制作空白網(wǎng)版。也可通過曬版方式,制作擋墨點(diǎn)網(wǎng)版。 5、刮板選擇 絲印阻焊所用刮板材料為聚氨脂橡膠,一般應(yīng)考慮其硬度和長度兩個參數(shù)。刮板硬度一般選擇在肖氏60°~75°,多數(shù)選擇肖氏硬度70°。刮板長度應(yīng)根據(jù)所需空網(wǎng)版大小來決定,必須保證刮版的長度左右各比空網(wǎng)版大20mm,這樣在絲印時不會出現(xiàn)邊緣比中間厚的現(xiàn)象。 6、絲印阻焊劑 絲網(wǎng)印刷阻焊劑可通過手工、自動、半自動絲印機(jī)完成。網(wǎng)版可采用空網(wǎng)版,也可采用擋墨點(diǎn)網(wǎng)版。采用空網(wǎng)版絲印的方式,對定位要求不是十分精確,只要保證印制線路覆形完整即可,解決油墨進(jìn)孔的問題,可通過調(diào)整刮板角度來控制,另外可采取換向絲印的方法。但換向絲印有時會在板面留下前一塊基板絲印時的孔點(diǎn)痕跡,從而影響印制板涂層外觀。因此,只能在外觀要求不是十分嚴(yán)格時使用。 徹底解決油墨進(jìn)孔的辦法就是利用阻焊底片,制作擋墨點(diǎn)網(wǎng)版,然后在絲印時嚴(yán)格定位印刷。1種擋墨點(diǎn)網(wǎng)版只能用于1種印制板的絲印,不僅增加了絲印成本,而且制作網(wǎng)版也延長了加工周期。因此,小批量、多品種、外觀要求不是十分嚴(yán)格的軍品印制板,通常不采取這種絲印阻焊劑的方法,而多采用空網(wǎng)版絲印。 線網(wǎng)印刷時不僅要求阻焊劑厚度基本一致,而且要注意印制線側(cè)向涂覆情況。絕對不允許出現(xiàn)“跳印”及“飛白”現(xiàn)象,并且印制線兩肩部的涂層要求有適當(dāng)?shù)暮穸?。絲網(wǎng)印刷通常1人操作,1個揭板,并隨時檢查絲印質(zhì)量,如果發(fā)現(xiàn)“跳印”、“飛白”及涂覆不勻現(xiàn)象,應(yīng)及時重印予以補(bǔ)救。 7、預(yù)烘 基板絲印后,應(yīng)水平靜置10min(在條件不具備的情況下,多采取上架立式靜置),待氣泡完全消失后,再放入熱風(fēng)循環(huán)式烘箱進(jìn)行預(yù)干燥。DSR2200NS阻焊油墨推薦的預(yù)烘工藝參數(shù)是:在80℃下A面預(yù)烘15min,B面預(yù)烘20min。實(shí)際操作中,可根據(jù)阻焊膜印制厚度不同,設(shè)定合適的預(yù)烘參數(shù)。特別是在手工絲印的情況下,阻焊膜厚度通常要超過標(biāo)準(zhǔn)值,如果預(yù)烘不夠,曝光時底片與阻焊膜會發(fā)生粘連,導(dǎo)致阻焊膜表面出現(xiàn)難看的“云霧”狀,嚴(yán)重影響印制板的外觀質(zhì)量。A面預(yù)烘是為了印B面時阻焊膜不粘連臺面,只要達(dá)到這個目的,預(yù)烘時間越短越好,這樣加工的阻焊膜兩面不會有太大差別。80℃預(yù)烘15min,通??梢赃_(dá)到要求。B面印完之后方可正式預(yù)烘,可根據(jù)實(shí)驗(yàn),觀察下道步驟顯影的質(zhì)量,然后設(shè)定合適的預(yù)烘時間。通常情況下,在80℃下預(yù)烘,B面可達(dá)35min,A面預(yù)烘的總時間50min,尚未超出DSR2200NC阻焊油墨預(yù)烘最長時間為60min的極限,不會降低該油墨的解像度。 8、曝光 預(yù)烘后的基板,靜置冷卻至室溫,就可進(jìn)行曝光。曝光應(yīng)在預(yù)烘后24h內(nèi)完成,否則會導(dǎo)致顯影困難。曝光分為接觸曝光型和非接觸曝光型。目前市場上以接觸曝光型居多,它代表了阻焊膜加工技術(shù)的發(fā)展方向。 曝光以銀鹽底片或重氮片作掩膜,在帶冷卻系統(tǒng)的真空曝光機(jī)上進(jìn)行。曝光機(jī)的功率不能過小,一般在5kW~8kW。曝光光源可用發(fā)射光波長在310nm~420nm的鹵素?zé)艄?,以利于感光油墨的吸收。DSR-2200NC阻焊油墨的曝光吸收能量要求在400mj/cm2~600mj/cm2,若印膜較厚,同樣應(yīng)適當(dāng)延長曝光時間,以使曝光充分。 曝光是阻焊膜加工的關(guān)鍵步驟,很大程度上決定阻焊膜的加工質(zhì)量。曝光能量不足,最直接的反映是,在顯影時,阻焊膜受到浸蝕而表面失去光澤,嚴(yán)重時阻焊膜表面甚至出現(xiàn)“龜裂紋”,導(dǎo)致報廢。間接的反映是導(dǎo)致阻焊膜耐溶劑、耐酸堿、耐熱沖擊等物理特性下降,無法保證使用壽命。此外,曝光時曝光夾應(yīng)達(dá)到一定的真空度,使掩膜緊貼板面,但真空度又不能過大,否則會導(dǎo)致底片與板面粘連。這也是阻焊膜表面起“云霧”的1個原因。曝光夾溫度應(yīng)控制在40℃以下。如果冷卻系統(tǒng)達(dá)不到要求,則連續(xù)曝光時間不能太長。1段時間后應(yīng)間歇半小時,等曝光夾溫度自然降低至室溫后再曝光。這樣雖然延長了加工周期,卻能夠保證加工質(zhì)量。曝光后的基板至少靜置10min以上,以使交聯(lián)固化完全。但曝光后的基板在12h以內(nèi)必須完成顯影,否則會導(dǎo)致顯影困難。 9、顯影 顯影應(yīng)在顯影機(jī)上進(jìn)行。顯影時應(yīng)控制好顯影液的濃度、溫度、顯影速度和噴淋壓力等幾個參數(shù)。通常選擇顯影液的濃度為1.0%~1.2%的Na2CO3溶液;溫度控制在25℃~35℃;顯影速度在1m/min左右,時間控制在90s以內(nèi);噴淋壓力為2kg/cm2。顯影液應(yīng)根據(jù)顯影基板的數(shù)量經(jīng)常更換,以保證顯影液的活性。顯影后用水充分沖洗,以去除板面和金屬化孔內(nèi)殘留的顯影液和膠膜。否則會導(dǎo)致下1道工序熱風(fēng)整平時,焊盤和孔吹不上錫鉛。 10、 固化 固化是阻焊膜加工的最后1個步驟,工藝方法也比較簡單。只需將顯影好的基板放入150℃±5℃熱風(fēng)循環(huán)烘箱中燒烤35min~60min即可。但要很好地控制固化溫度和固化時間,否則會降低其物理性能。 五、.結(jié)束語 的加工工藝在印制電路行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,與其工藝特性是分不開的。本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn),對該工藝(絲網(wǎng)印刷型)的每一步驟進(jìn)行了詳細(xì)探討,介紹了每一步驟的質(zhì)量控制方法。除嚴(yán)格控制上述關(guān)鍵步驟外,還要在熱風(fēng)整平、外形加工、包裝運(yùn)輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)注意加強(qiáng)阻焊膜的保護(hù),才能保證成品印制板阻焊膜的質(zhì)量。
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