油墨工艺流程技术

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,Nov,2002,*,2004/3/12,油墨,工艺技术概要,PCB,印刷,线路板之用途：,目前不少,电器用品中(包括电视机，录音机，个人电脑，手提电话等)，主要电子部份都采用PCB印刷线路板。,Solder Mask,防焊油墨之用途：,防焊油墨使用於印刷,线路板上，目的是永久性保护印刷线路板上之线路，防止线路氧化、因不小心擦花导致开路或短路问题。,其他,绝缘介质油墨,UV紫外光固化+熱固化型,感光,显像法,文字油墨,UV紫外光固化型,油墨原料,防焊油墨,UV紫外光固化型,丝网印刷法,防,蚀刻油墨,热固化型,固化方法分,类,图形转移方法分类,油墨用途分,类,PCB,印刷,线路板使用油墨分类：,防焊油墨,感光,显像型,丝网印刷法,(BGA基板用，含有後UV固化型),喷墨涂布法,帘幕涂布法,熱固化型,紫外,线固化型,紫外,线+热固化型,文字油墨,感光,显像型,热固化型,紫外,线固化型,油墨用途分,类(1)：,防,蚀刻油墨,丝网印刷法,喷墨涂布法,帘幕涂布法,感光,显像型,热固化型,紫外,线固化型,防,镀金油墨,热固化型,绝缘介质油墨,感光,显像型,热固化型,油墨用途分,类(2)：,防焊油墨主要成份：,防焊油墨,主,体(展色剂),填充,剂,着色剂,添加,剂,树脂,稀,释剂,无机填充剂,有机填充剂,颜料,染色物,硬化,剂,黏度,调整剂,(有机溶剂),其他,增,粘剂，有机溶剂，稀释剂,重合感光起始,剂，硬化加促剂,树脂,反,应性稀释剂，,有机溶剂,防焊油墨之,制造流程：,原 料,计 量/调 配,混 合,研 磨,黏 度,调 整,检 查/测 试,过 滤,包,装,填充,剂使用之目的及种类：,目的：,主要是油墨上,强化剂之使用，增加油墨之特性如耐热性及铅笔硬度之测试。,种类：,BaSO,4,SiO,2,Talc,（,云母）,主要成份：,Barium Sulfate,:,BaSO,4,Silica,:,SiO,2,(,可使油墨表面粗化）,Talc,:,3MgO4SiO,2,H,2,O,感光防焊油墨,标准工艺流程：,酸,处理，机械研磨,(针辘，不织布刷轮，喷砂/火山灰磨板),丝网印刷法，帘幕涂布法，喷涂法，,滚轮涂布法,预烤(立式烤箱，隧道式烤箱),75,o,C，,4060分,钟,图形转移(紫外线照射),300700mJ/cm,2,1.0wt%Na,2,CO,3,30,o,C，6090秒,(立式烤箱，隧道式烤箱),150,o,C，6090分,钟,前,处 理,油 墨 印 刷,预 烤,曝 光,显 影,後 固 化,前,处理：(酸处理，研磨),目的：,通常是以酸,处理将基板/铜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狀，增加油墨与基板之密著性。,研磨方法：,一般,机械性研磨采用针辘/尼龙擦轮 Nylon Brush，不织布刷轮Buff，铝粉喷砂Jet Scrubbing/火山灰磨板Pumice Scrubbing等。另一方面，前处理方法也有化学研磨Chemical Treatment之方法。,前,处理：(酸处理，研磨),機械刷磨 化學微蝕,前,处理加工於研磨後，若水洗不足时板面上残留物化学药物时，油墨与铜板间之密著性便会降低；同时，油墨之耐热性、耐酸碱性及耐镀金性等也会因而降低。,【,注意事,项,】,油墨,涂布：,涂布方法方面，一般业界以丝网印刷及帘幕涂布为主，亦有以喷墨涂布方法涂布。目前喷涂方法涂布开始普遍。,丝网印刷法：,以3651T(即90125 mesh)的,网纱，并以2025,角度斜拉,网，网浆厚度约25微米(约需覆盖35次)，刮刀角度1015,，刮刀,压力6kg/cm,2,，刮刀行速10cm/sec。一般,采用10mm厚刮刀，刮刀硬度为6575度,帘幕涂布法：,帘幕型造器夹缝宽0.5mm，进板速度90m/min，油墨黏度6090秒(以Din Cup No.4 测量)，湿膜油墨重量约100120g/m,2,。,喷墨涂布法：,有,压缩空气喷涂机及离心力静电喷涂机两种，因未有一定规格，需以每部机器实验生产参数。,油墨,涂布,：,防焊油墨,涂布方法分类及其特长,：,丝网印刷,帘幕涂布,喷墨涂布,生,产 性,一般,优,良,涂 布 效 能,优,良,差,导通孔显影性,一般,优,优,导通孔塞孔能力,良,差,差,线路间气泡问题,一般,优,良,细线路上油墨厚度,一般,差,一般,油墨厚度：,标准油墨厚度：10 25 微米(线路面油墨，固化後测量),适当油墨厚度：15 25 微米(线路面油墨，固化後测量),油墨厚度太薄(10微米以下)：,耐,热,性、耐酸,碱,性、耐,镀,金性及,铅笔,硬度等降低，油墨容易出,现剥落,。,基材上容易,发,生,长,胖,(Halation),及背光,渍,(Back Side Exposure),问题,。,【,注意,事项,】,【,注意,事项,】,油墨厚度太厚(25微米以上)：,侧蚀扩,大。,溶剂难,以在,预,烘工序,时挥发,，容易出,现,黏曝光底片及曝光後出,现,菲林,压,痕,耐,热,性、耐酸,碱,性、耐,镀,金性等降低,黏度,稀释：,如使用,丝网,印刷法，油墨加入,溶剂稀释后,，,线,路,边,角位油墨厚度,将会,偏薄，,尽,可能避免。,帘,幕,涂布,法及,喷,墨,涂布,法，,则因为,操作方法，必,须,把油墨,稀释,，,请根据,每,种,油墨的,技术资料册，,使用,该适当,的,溶剂种类,及份量。,静置时间：,15 30 分,钟,目的：,不,论使用何种方法涂布，多少总有气泡留在线路之间，为免油墨涂层穿破或不平均，在预烘前需静置,15-30,分,钟，让气泡穿破及油墨整平。,预烤,：,目的：,把油墨,内所含有的部份有机溶剂挥发，形成乾燥膜，从而进行曝光加工。,烤箱之,种类：,隧道式,热风循环烤箱及立式热风循环烤箱。,两,次,单,面印刷，,并,作,两,面同,时,曝光,第一面,:75,C/15-2,5,分,钟,(,热风循环,烤箱,),第二面,:,75,C/25-3,5,分,钟,(,热风循环,烤箱,),双,面印刷,双,面曝光 或,单,面曝光,75,C/,4,0-,6,0,分,钟,(,热风循环,烤箱,),【,标准条件,】,【,注意,事项,】,预烤不足时，将有下列情况发生：,油墨表面乾燥不足，曝光,时会粘,曝光底片，或油墨面出,现,曝光,压,痕。,显,影,时,油墨容易被,显,影,药液,侵,蚀,，,侧蚀,因而,扩,大，容易出,现,SMT Pad,间,油墨,脱落问题,，,严重时,更,会,使油墨表面白化,现,象。,【,注意,事项,】,预烤过度时，将有下列情况发生：,热,硬化,树,脂,会开,始化,学,交,联,反,应,，,造,成,显,影不,净,、,无,法,显,影的,问题,；特,别,是以,两,次,单,面印刷，,并,作,两,面同,时,曝光方式生,产时,，第一面印刷的油墨比,较,容易,预,烘,过,度，必,须,遵守所使用的油墨,技术资料册,上的,预,烘,极限,，作,为,生,产条件,。,静置冷却：,10-20 分,钟,目的：,预烤後由烘烤风箱取出，必须冷却至室温才可进行曝光，速冷风冷却或自然冷却皆可。否则，於曝光加工时，容易出现菲林压痕问题。,【,注意,事项,】,小心冷,风机或空调系统滴水，油墨沾水後亦会慢慢开始化学交联反应，造成难以显影问题。,曝光：,目的：,曝光加工主要利用UV紫外,线照射把图形转移至油墨上。油墨内之感光起始剂受到UV紫外线照射後，帮助油墨内光敏聚合反应开始，形成高分子聚合物。,(基於不同油墨之,种类及印刷之厚度，曝光量之调校必须参考油墨技术资料),一般,采用7仟瓦特曝光机，配合超高压水银灯或卤素灯。,油墨感光波长：365nm,可使用曝光量范围：150-500mJ/cm2(可使用ORC UV351曝光表测量),Stouffer 21格曝光尺：,9-11格,【,标准条件,】,【,曝光示意圖,】,油墨層,銅箔及基板,UV-Radiation Energy Distribution in the Resist,Ideal Energy Distribution,Actual,UV-Energy,Resist x-axis,玻璃或有機框體,曝光底片,底片保護膜,電介質,【,注意,事项,】,曝光量需要,随油墨厚度而调整：,油墨厚,曝光量高,油墨薄,曝光量低,如曝光能量不足,时,：,侧蚀扩大,。,油墨,剥落,。,显,影後，油墨表面白化。,如曝光能量,过高时：,基材表面出,现,背光,渍,(,鬼影,),。,油墨,边缘,出,现长,胖,Halation,增生,现,象。,【,注意,事项,】,曝光加工,时油墨化学结构反应(1),1.感光起始：,I I*,I*R*,I*I,2.,开始反应：,R+M RM,3.成,长反应：,RM+M RM,2,RM+M RM,n+1,RM,m,+RM,n,P,m+n,4.停止反,应：,RM,m,+RM,n,P,m,+P,n,I=感光起始,剂M=反应性单份子P=高份子聚合物,曝光加工,时油墨化学结构反应(2),感光起始,剂,R,H,R+CH,2,=CHCOOR RCH,2,C,COOR,H H H,RCH,2,C+CH,2,=CHCOOR R-(CH,2,C)CH,2,C,COOR COOR,H H H H,RCH,2,C +RCH,2,C RCH,2,C-CCH,2,R,COOR COOR ROOC COOR,RCH,2,CH=CHR,+,ROOC COOR,H,RCH,2,C +T RCH,2,CH,2,COOR +T,COOR,静置时间,：,10 30 分,钟,目的：,曝光完成後，光敏聚合反,应仍继续进行，因此静置时间的目的是让光敏聚合反应完全。,显影：,目的：,显影之主要目的是将因没有受到UV紫外线照射而架桥之油墨除去。,显影加工时油墨化学结构反应：,树,脂,COOH,COOH,+,Na,2,CO,3,树,脂,COO,-,Na,+,COO,-,Na,+,+,NaHCO,3,【,标准流程,】,显影(1wt%碳酸钠，30,C，60-90秒),水洗,乾板,反應式分解如下：,【,显影加工时油墨化学结构反应：,】,Na,2,CO,3,+H,2,O NaOH+NaHCO,3,(1),(CH,2,CH),O=C-O-H+NaOH,(CH,2,CH)(2),O=C-O-Na+H,2,O,Resist binders,carboxylic acid group,Soluble sodium,carboxylate salt,显,影,药,液,浓度,低,时,：,显,影性下降,显,影,药,液,浓度,高,时,：,显,影性下降、油墨表面白化、,侧蚀扩大,药,液,温,度低,时,：,显,影性下降,药,液,温,度高,时,：油墨表面白化、,侧蚀扩大,药,液,喷压,低,时,：,显,影性下降,药,液,喷压,高,时,：油墨表面白化、,侧蚀扩大,空,网,柯式印刷,时,，小孔容易被油墨填塞；如果需要把孔,内,油墨,冲,走，,显,影操作,条,件,将,需,适,量改,变,。,【,注意,事项,】,後固化(最終固化)：,目的：,於,显影加工後必须经过高温烤板，目的是使油墨内热固化之化学结构反应架桥。,【,标准条件,】,150,C/60-90分,钟(循环热风烤箱),【,注意,事项,】,固化不足,时,，防,焊,油墨的耐,热,性、耐,碱,性及,电,阻值,将会,下降。,固化,过,度,时,，防,焊,油墨的耐酸性及耐,镀,金性,将会,下降。,後固化加工,时油墨化学结构反应(1)：,树,脂,COOH,COOH,树,脂,COO,C,H,2,-,CH,-,R,COOCH,2,-,CH,-,R,OH,CH,2,-,CH,-,R,O,+,後固化加工,时油墨化学结构反应(2)：,文字油墨：,热硬化型及紫外线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。,【,注意,事项,】,热硬化型文字油墨,紫外,线硬化型文字油墨,防,焊油墨固化前印刷文字油墨,印刷,时，容易擦伤防焊油墨白色文字油墨容易变黄,印刷,