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[原创]PCB之油墨

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发表于 2007-5-24 15:22:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

PCB油墨作为仅次于基板的线路板制造需要物料,在国内经过了多年的发展现已经逐渐成熟。但其品质在某些方面与国外同类产品相比还是有比较大的差距。因此,我们有必要对其进行分析讨论。

阻焊油墨是线路板制造中所需的重要物料,是线路板油墨中非常重要的一类。它的作用是:阻焊,防止焊锡附于PCB上;提高线路以及板面的电气绝缘性;对PCB长期保护。一般可分为:热固化网印型、光固化网印型、光固化干膜型、光固化液态显影型。前两种由于使用成本低但鉴于其对位精确性和分辨率低而使用于一些低端的PCB中。

光固化干膜型其简单原理是先将油墨连续均匀地涂布于塑料薄膜上在一定条件下干燥后保存起来;使用时将其热压于PCB表面后揭去塑料膜,覆盖掩膜曝光后稀碱液显影。其对位精确性和解像分辨率都不错,但线路附着不好而且价格贵。光固化液态显影型则以网印、喷涂或涂帘的方式于PCB上,经过预烘、曝光、显影后得到图像。其对位精确性和分辨率都很好,价格仅是干膜型的一半左右,因此得到很大发展。

目前的光固化阻焊油墨还是以自由基光固化为主。其主体树脂一般是改性丙烯酸酯,如网印型的就是改性的酚醛环氧丙烯酸酯,它赋予油墨良好的耐热性。而碱液显影型主体树脂同时含有光活性基团和水溶性基团,感光后光活性基团聚合使树脂交联固化,然后用碱液把未交联部分溶解(因含水溶性基团)。

对光成像碱液显影型阻焊油墨,影响油墨性能的一些组成物的因数有:

1、                  碱溶性光敏树脂。一般是含羧基的改性树脂,其合成时不同的催化剂会对干燥和显影性有影响;如是改性硅类则赋予油墨良好的耐热、耐溶剂和电气性能;改性醇酸树脂类则带来一个特点即油墨很少起泡,这对改进油墨的干燥性能有不少帮助。长链的树脂赋予油墨良好的柔韧性而可以使用于FPC,但硬度下降,因此其Tg不能太低。

2、                  环氧树脂。该组分的加入是为了最后的加热固化时发生交联反应使涂层的耐热、硬度、附着力等性能得到加强。其并不是单一的化合物而是多种树脂的混合体,调节油墨的相容性以及电气性能等。

3、                  固化剂。为了使环氧树脂的反应更加完全而加入固化剂。一般是潜固化剂,虽然种类繁多,但适合并用得最多的是Dicy及其衍生物。单独用Dicy时适用期是6-12个月,固化条件是160-180/60-20min;因此一般还加入促进剂,固化温度可以得到下降,但适用期同时缩短了。其中还有邻甲基苯基双弧,固化温度和时间都下降,适用期仍有半年以上。为了适用于FPC体系,可以使用酰肼类某些固化剂,其可使与环氧树脂的固化物具有良好的可绕性;或是其它柔性固化剂。使用阻燃型的固化剂可以提高油墨涂层的耐热阻燃性。而可能最好的一种固化剂是紫外光光分解固化剂,在UV曝光时可以同时固化光敏和环氧树脂,一举两得,其适用期也得到很大延长。

同时介绍两个对油墨总体品质有影响但很多人不很在意的工艺因素:

曝光量。因为显影条件的确定和曝光量有一定的关系。润湿溶胀时间比一定要大于10:1才能达到良好的显影质量。

高温热固化。需要注意的是炉内工作区的空间温度分布要求均匀(±5℃),排气要充分,否则溶剂等挥发成分可能冷凝在铜面上而严重影响铜面的后续工艺中的润湿性能,导致上锡、镀镍等的不良。[待续]

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