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PCB制板表面阻焊層的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間 :2017-11-13 09:44 閱讀 : 來(lái)源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB制板部
一、PCB制板表面阻焊層的應(yīng)用
印制電路板的阻焊膜是一個(gè)永久性的保護(hù)層,它不僅在功能上具有防焊、保護(hù)、提高絕緣電阻等作用,而且對(duì)電路板的外觀質(zhì)量也有很大影響。早期阻焊膜印刷是先使用阻焊底片制作網(wǎng)版圖形,再印刷UV光固化型阻焊油墨。每次印刷后,由于絲網(wǎng)變形、定位不準(zhǔn)等原因造成焊盤上殘留多余的阻焊膜,需要很長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)刮除,消耗大量的人力與時(shí)間。液態(tài)感光阻焊油墨不需要制作網(wǎng)版圖形,采用空網(wǎng)印刷,接觸式曝光。這種工藝對(duì)位精度高、阻焊膜附著力強(qiáng)、耐焊性好、生產(chǎn)效率高,現(xiàn)已逐漸代替光固型油墨。
 
1.工藝流程
制阻焊膜底片→沖底片定位孔→清洗印制電路板→配制油墨→雙面印刷→預(yù)烘→曝光→顯影→熱固
 
2.關(guān)鍵工藝過(guò)程分析
(1) 預(yù)烘
預(yù)烘的目的是為了蒸發(fā)油墨中所含的溶劑,使阻焊膜成為不粘的狀態(tài)。針對(duì)油墨的不同,其預(yù)烘的溫度、時(shí)間各不相同。預(yù)烘溫度過(guò)高,或干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)導(dǎo)致顯影不良,降低解像度;預(yù)烘時(shí)間過(guò)短,或溫度過(guò)低,在曝光時(shí)會(huì)粘連底片,在顯影時(shí),阻焊膜會(huì)受到碳酸鈉溶液的侵蝕,引起表面失去光澤或阻焊膜膨脹脫落。
 
(2)曝光
曝光是整個(gè)工藝過(guò)程的關(guān)鍵。對(duì)于陽(yáng)圖片,曝光過(guò)度時(shí),由于光的散射,圖形或線條邊緣的阻焊膜與光反應(yīng)(主要是阻焊膜中含有的感光性聚合物與光反應(yīng)),生成殘膜,而使解像度降低,造成顯影出的圖形變小,線條變細(xì);若曝光
不足時(shí),結(jié)果與上述情況相反,顯影出的圖形變大,線條變粗。這種情況通過(guò)測(cè)試可以反映出:曝光時(shí)間長(zhǎng)的,測(cè)出的線寬是負(fù)公差;曝光時(shí)間短的,測(cè)出的線寬是正公差。在實(shí)際工藝過(guò)程中,可選用“光能量積分儀”來(lái)測(cè)定最佳曝光時(shí)間。
 
(3)油墨粘度調(diào)節(jié)
液態(tài)感光阻焊油墨的粘度主要是通過(guò)硬化劑與主劑的配比以及稀釋劑添加量來(lái)控制。如果硬化劑的加入量不夠,可能會(huì)產(chǎn)生油墨特性的不平衡。硬化劑混合后,在常溫下會(huì)進(jìn)行反應(yīng),其粘度變化如下。
30min以內(nèi):油墨主劑和硬化劑還沒(méi)有充分融合,流動(dòng)性不夠,印刷時(shí)會(huì)堵塞絲網(wǎng)。
30min~10h:油墨主劑和硬化劑已充分融合,流動(dòng)性適當(dāng)。
10h以后:油墨本身各材料間的反應(yīng)一直主動(dòng)進(jìn)行,結(jié)果造成流動(dòng)性變大,不好印刷,硬化劑混合后的時(shí)間越長(zhǎng),樹(shù)脂和硬化劑的反應(yīng)也越充分,隨之油墨光澤也變好。為使油墨光澤均勻、印刷性好,最好在硬化劑混合后放置30min開(kāi)始印刷。
如果稀釋劑加入過(guò)多,會(huì)影響油墨的耐熱性及硬化性。總之,液態(tài)感光阻焊油墨的粘度調(diào)節(jié)十分重要:粘度過(guò)稠,網(wǎng)印困難。網(wǎng)版易粘網(wǎng);粘度過(guò)稀,油墨中的易揮發(fā)溶劑量較多,給預(yù)固化帶來(lái)困難。
油墨的粘度采用旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)測(cè)量。在生產(chǎn)中,還要根據(jù)不同的油墨及溶劑,具體調(diào)整粘度的最佳值。
 
二、PCB圖形轉(zhuǎn)移過(guò)程中抗蝕抗電鍍層的應(yīng)用
在印制電路板的制作工藝中,圖形轉(zhuǎn)移是關(guān)鍵工序,以前常用干膜工藝來(lái)進(jìn)行印制電路圖形的轉(zhuǎn)移。現(xiàn)在,濕膜主要用于多層印制電路板的內(nèi)層線路圖形的制作和雙面及多層板的外層線路圖形的制作。
 
1.工藝過(guò)程
前處理→網(wǎng)印→烘烤→曝光→顯影→抗電鍍或抗腐蝕→去膜→下道工序
 
2.關(guān)鍵工藝過(guò)程分析
(1) 涂布方式的選擇
濕膜涂布的方式有網(wǎng)印型、滾涂型、簾涂型、浸涂型。
在這幾種方法中,滾涂型方法制作的濕膜表面膜層不均勻,不適合制作高精度印制電路板;簾涂型方法制作的濕膜表面膜層均勻一致,厚度可精確控制,但簾涂式涂布設(shè)備價(jià)格昂貴、適合大批量生產(chǎn);浸涂型方法制作的濕膜表面膜層厚度較薄,抗電鍍性差。根據(jù)現(xiàn)行PCB生產(chǎn)要求,一般采用網(wǎng)印型方法進(jìn)行涂布。
 
(2)前處理
濕膜和印制電路板的粘合是通過(guò)化學(xué)鍵合來(lái)完成,通常濕膜是一種以丙稀酸鹽為基本成分的聚合物,它是通過(guò)自由移動(dòng)的未聚合的丙稀酸鹽團(tuán)與銅結(jié)合。本工藝采用先化學(xué)清洗再機(jī)械清洗的方法來(lái)確保上述的鍵合作用,從而使表面無(wú)氧化、無(wú)油污、無(wú)水跡。
 
(3)粘度與厚度的控制
在5%的點(diǎn)上,濕膜的枯度為150PS,低于此粘度印刷的厚度,達(dá)不到要求。濕膜印刷原則上不加稀釋劑,如要添加應(yīng)控制在5%以內(nèi)。
濕膜的厚度是通過(guò)下述公式來(lái)計(jì)算:
hw=[hs- (S + hs)]+P%
式中,hw為濕膜厚度;hs為絲網(wǎng)厚度;S為填充面積;P為油墨固體含量。
以100目的絲網(wǎng)為例:
絲網(wǎng)厚度:60 μm;開(kāi)孔面積:30%;油墨的固體含量:50%。
濕膜的厚度=[60-(60×70%)]× 50%=9μm
當(dāng)濕膜用于抗腐蝕時(shí),其膜厚一般要求為15~20μ m;當(dāng)用于抗電鍍時(shí)其膜厚一般要求為20~30μm。因此,濕膜用于抗腐蝕時(shí),應(yīng)印刷2遍,此時(shí)厚度為18μm左右,符合抗腐蝕要求;用于抗電鍍時(shí),應(yīng)印刷3遍,此時(shí)厚度為27μm左右,符合抗電鍍膜厚要求。濕膜過(guò)厚時(shí)易產(chǎn)生曝光不足、顯像不良、耐蝕刻差等缺點(diǎn),抗電鍍時(shí)會(huì)被藥水浸蝕,造成脫膜現(xiàn)象,且感壓性高,在貼合底片時(shí)易產(chǎn)生粘底片情況;膜過(guò)薄時(shí)容易產(chǎn)生曝光過(guò)度、電鍍絕緣性差、脫膜和在膜層上出現(xiàn)電鍍金屬的現(xiàn)象等缺點(diǎn),另外,曝光過(guò)度時(shí),去膜速度也較慢。


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