油墨工藝技術(shù)概要(共44頁(yè)).ppt

1、2004/3/12Nov, 2002 油墨工藝技術(shù)概要油墨工藝技術(shù)概要2004/3/12Nov, 2002PCB 印刷線路板之用途：印刷線路板之用途： 目前不少電器用品中(包括電視機(jī)，錄音機(jī)，個(gè)人電腦，手提 等)，主要電子部份都采用PCB印刷線路板。 Solder Mask 防焊油墨之用途：防焊油墨之用途： 防焊油墨使用於印刷線路板上，目的是永久性保護(hù)印刷線路板上之線路，防止線路氧化、因不小心擦花導(dǎo)致開(kāi)路或短路問(wèn)題。 2004/3/12Nov, 2002其他 絕緣介質(zhì)油墨 UV紫外光固化 + 熱固化型 感光顯像法 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 絲網(wǎng)印刷法 防

2、蝕刻油墨 熱固化型 固化方法分類固化方法分類 圖形轉(zhuǎn)移方法分圖形轉(zhuǎn)移方法分類類 油墨用途分類油墨用途分類PCB 印刷線路板使用油墨分類：印刷線路板使用油墨分類：2004/3/12Nov, 2002防焊油墨防焊油墨 感光顯像型 絲網(wǎng)印刷法 (BGA基板用，含有後UV固化型) 噴墨涂布法 簾幕涂布法 熱固化型 紫外線固化型 紫外線 + 熱固化型 文字油墨文字油墨 感光顯像型 熱固化型 紫外線固化型 油墨用途分類油墨用途分類 (1) (1)：2004/3/12Nov, 2002防蝕刻油墨防蝕刻油墨 絲網(wǎng)印刷法 噴墨涂布法 簾幕涂布法 感光顯像型 熱固化型 紫外線固化型 防鍍金油墨防鍍金油墨 熱固化型

3、 絕緣介質(zhì)油墨絕緣介質(zhì)油墨 感光顯像型 熱固化型 油墨用途分類油墨用途分類 (2) (2)：2004/3/12Nov, 2002防焊油墨主要成份：防焊油墨主要成份： 防焊油墨防焊油墨 主體(展色劑) 填充劑 著色劑添加劑樹(shù)脂 稀釋劑無(wú)機(jī)填充劑 有機(jī)填充劑顏料 染色物 硬化劑黏度調(diào)整劑(有機(jī)溶劑) 其他 增粘劑，有機(jī)溶劑，稀釋劑重合感光起始劑，硬化加促劑,樹(shù)脂 反響性稀釋劑，有機(jī)溶劑 2004/3/12Nov, 2002防焊油墨之制造流程：防焊油墨之制造流程： 原 料 計(jì) 量 / 調(diào) 配 混 合 研 磨 黏 度 調(diào) 整 檢 查 / 測(cè) 試 過(guò) 濾 包 裝 2004/3/12Nov, 2002填充

4、劑使用之目的及種類：填充劑使用之目的及種類： 目的：目的：主要是油墨上強(qiáng)化劑之使用，增加油墨之特性如耐熱性及鉛筆硬度之測(cè)試。 種類：種類： BaSO4, SiO2, Talc BaSO4, SiO2, Talc云母云母 主要成份：主要成份： Barium Sulfate: BaSO4Silica: SiO2(可使油墨外表粗化Talc:3MgO4SiO2H2O2004/3/12Nov, 2002感光防焊油墨標(biāo)準(zhǔn)工藝流程：感光防焊油墨標(biāo)準(zhǔn)工藝流程： 酸處理，機(jī)械研磨 (針轆，不織布刷輪，噴砂/火山灰磨板) 絲網(wǎng)印刷法，簾幕涂布法，噴涂法，滾輪涂布法 預(yù)烤 (立式烤箱，隧道式烤箱)75oC，4060

5、分鐘 圖形轉(zhuǎn)移 (紫外線照射)300700mJ/cm2 1.0wt% Na2CO330oC，6090秒 (立式烤箱，隧道式烤箱)150oC，6090分鐘 前前 處處 理理 油油 墨墨 印印 刷刷 預(yù)預(yù) 烤烤 曝曝 光光 顯顯 影影 後後 固固 化化 2004/3/12Nov, 2002前處理：前處理：( (酸處理，研磨酸處理，研磨) ) 目的：目的：通常是以酸處理將基板通常是以酸處理將基板/ /銅板外表之氧化物及油污去除掉，及再加刷銅板外表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磨把板面加以粗化成凹凸?fàn)顮?，增加油墨與基板之密著性。，增加油墨與基板之密著性。 研磨方法：研磨方法：一般

6、機(jī)械性研磨采用針轆/尼龍擦輪 Nylon Brush，不織布刷輪Buff，鋁粉噴砂Jet Scrubbing /火山灰磨板Pumice Scrubbing等。另一方面，前處理方法也有化學(xué)研磨Chemical Treatment之方法。2004/3/12Nov, 2002前處理：前處理：( (酸處理，研磨酸處理，研磨) ) 機(jī)械刷磨 化學(xué)微蝕 2004/3/12Nov, 2002前處理加工於研磨後，假設(shè)水洗缺乏時(shí)板面上殘留物化學(xué)藥物時(shí)，油墨與銅板間之密著性便會(huì)降低；同時(shí)，油墨之耐熱性、耐酸堿性及耐鍍金性等也會(huì)因而降低?！颈揪眄氈?004/3/12Nov, 2002油墨涂布：油墨涂布： 涂布方法

7、方面，一般業(yè)界以絲網(wǎng)印刷及簾幕涂布為主，亦有以噴墨涂布方法涂布。目前噴涂方法涂布開(kāi)始普遍。絲網(wǎng)印刷法：絲網(wǎng)印刷法：以3651T (即90125 mesh) 的網(wǎng)紗，并以2025角度斜拉網(wǎng)，網(wǎng)漿厚度約25微米 (約需覆蓋35次)，刮刀角度1015，刮刀壓力6kg/cm2，刮刀行速10cm/sec。一般采用10mm厚刮刀，刮刀硬度為6575度2004/3/12Nov, 2002簾幕涂布法：簾幕涂布法：簾幕型造器夾縫寬0.5mm，進(jìn)板速度90m/min，油墨黏度6090秒 (以Din Cup No.4 測(cè)量)，濕膜油墨重量約100120g/m2。噴墨涂布法：噴墨涂布法：有壓縮空氣噴涂機(jī)及離心力靜電噴

8、涂機(jī)兩種，因未有一定規(guī)格，需以每部機(jī)器實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)參數(shù)。油墨涂布油墨涂布： 2004/3/12Nov, 2002防焊油墨涂布方法分類及其特長(zhǎng)防焊油墨涂布方法分類及其特長(zhǎng)： 絲網(wǎng)印刷簾幕涂布噴墨涂布生 產(chǎn) 性一般優(yōu)良涂 布 效 能優(yōu)良差導(dǎo)通孔顯影性一般優(yōu)優(yōu)導(dǎo)通孔塞孔能力良差差線路間氣泡問(wèn)題一般優(yōu)良細(xì)線路上油墨厚度一般差一般2004/3/12Nov, 2002油墨厚度：油墨厚度： 標(biāo)準(zhǔn)油墨厚度：10 25 微米 (線路面油墨，固化後測(cè)量) 適當(dāng)油墨厚度：15 25 微米 (線路面油墨，固化後測(cè)量)油墨厚度太薄油墨厚度太薄 (10(10微米以下微米以下) )：v 耐熱性、耐酸堿性、耐鍍金性及鉛筆硬度等降

9、低，油墨容易出現(xiàn)剝落。v 基材上容易發(fā)生長(zhǎng)胖 (Halation) 及背光漬 (Back Side Exposure) 問(wèn)題?！颈揪眄氈?004/3/12Nov, 2002【本卷須知】油墨厚度太厚油墨厚度太厚 (25(25微米以上微米以上) )：v 側(cè)蝕擴(kuò)大。v 溶劑難以在預(yù)烘工序時(shí)揮發(fā)，容易出現(xiàn)黏曝光底片及曝光後出現(xiàn)菲林壓痕v 耐熱性、耐酸堿性、耐鍍金性等降低黏度稀釋：黏度稀釋：如使用絲網(wǎng)印刷法，油墨參加溶劑稀釋后，線路邊角位油墨厚度將會(huì)偏如使用絲網(wǎng)印刷法，油墨參加溶劑稀釋后，線路邊角位油墨厚度將會(huì)偏薄，盡可能防止。薄，盡可能防止。簾幕涂布法及噴墨涂布法，那么因?yàn)椴僮鞣椒?，必須把油墨稀釋?/p>

10、請(qǐng)根簾幕涂布法及噴墨涂布法，那么因?yàn)椴僮鞣椒ǎ仨毎延湍♂?，?qǐng)根據(jù)每種油墨的技術(shù)資料冊(cè)，使用該適當(dāng)?shù)娜軇┓N類及份量。據(jù)每種油墨的技術(shù)資料冊(cè)，使用該適當(dāng)?shù)娜軇┓N類及份量。 2004/3/12Nov, 2002靜置時(shí)間：靜置時(shí)間： 15 30 分鐘目的：不管使用何種方法涂布，多少總有氣泡留在線路之間，為免油墨涂層穿破或不平均，在預(yù)烘前需靜置15-30分鐘，讓氣泡穿破及油墨整平。2004/3/12Nov, 2002預(yù)烤預(yù)烤： 目的：目的：把油墨內(nèi)所含有的部份有機(jī)溶劑揮發(fā)，形成乾燥膜，從而進(jìn)行曝光加工?？鞠渲N類：烤箱之種類：隧道式熱風(fēng)循環(huán)烤箱及立式熱風(fēng)循環(huán)烤箱。2004/3/12Nov, 2002

11、v 兩次單面印刷，并作兩面同時(shí)曝光第一面: 75C / 15-25分鐘 (熱風(fēng)循環(huán)烤箱)第二面: 75C / 25-35分鐘 (熱風(fēng)循環(huán)烤箱)v 雙面印刷雙面曝光 或 單面曝光75C / 40-60分鐘 (熱風(fēng)循環(huán)烤箱)【標(biāo)準(zhǔn)條件標(biāo)準(zhǔn)條件】2004/3/12Nov, 2002【本卷須知】預(yù)烤缺乏時(shí)，將有以下情況發(fā)生：預(yù)烤缺乏時(shí)，將有以下情況發(fā)生：油墨外表乾燥缺乏，曝光時(shí)會(huì)粘曝光底片，或油墨面出現(xiàn)曝光壓痕。油墨外表乾燥缺乏，曝光時(shí)會(huì)粘曝光底片，或油墨面出現(xiàn)曝光壓痕。顯影時(shí)油墨容易被顯影藥液侵蝕，側(cè)蝕因而擴(kuò)大，容易出現(xiàn)顯影時(shí)油墨容易被顯影藥液侵蝕，側(cè)蝕因而擴(kuò)大，容易出現(xiàn)SMT PadSMT Pad

12、間間油墨脫落問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)使油墨外表白化現(xiàn)象。油墨脫落問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)使油墨外表白化現(xiàn)象。2004/3/12Nov, 2002【本卷須知】預(yù)烤過(guò)度時(shí)，將有以下情況發(fā)生：預(yù)烤過(guò)度時(shí)，將有以下情況發(fā)生：熱硬化樹(shù)脂會(huì)開(kāi)始化學(xué)交聯(lián)反響，造成顯影不凈、無(wú)法顯影的問(wèn)題；熱硬化樹(shù)脂會(huì)開(kāi)始化學(xué)交聯(lián)反響，造成顯影不凈、無(wú)法顯影的問(wèn)題；特別是以兩次單面印刷，并作兩面同時(shí)曝光方式生產(chǎn)時(shí)，第一面印特別是以兩次單面印刷，并作兩面同時(shí)曝光方式生產(chǎn)時(shí)，第一面印刷的油墨比較容易預(yù)烘過(guò)度，必須遵守所使用的油墨技術(shù)資料冊(cè)上刷的油墨比較容易預(yù)烘過(guò)度，必須遵守所使用的油墨技術(shù)資料冊(cè)上的預(yù)烘極限，作為生產(chǎn)條件。的預(yù)烘極限，作為生產(chǎn)條

13、件。2004/3/12Nov, 2002靜置冷卻：靜置冷卻： 10-20 分鐘目的：預(yù)烤後由烘烤風(fēng)箱取出，必須冷卻至室溫才可進(jìn)行曝光，速冷風(fēng)冷卻或自然冷卻皆可。否那么，於曝光加工時(shí)，容易出現(xiàn)菲林壓痕問(wèn)題。【本卷須知】小心冷風(fēng)機(jī)或空調(diào)系統(tǒng)滴水，油墨沾水後亦會(huì)慢慢開(kāi)始化學(xué)交聯(lián)反響，造成難以顯影問(wèn)題。 2004/3/12Nov, 2002曝光：曝光： 目的：目的：曝光加工主要利用曝光加工主要利用UVUV紫外線照射把圖形轉(zhuǎn)移至油墨上。油墨內(nèi)之感光紫外線照射把圖形轉(zhuǎn)移至油墨上。油墨內(nèi)之感光起始劑受到起始劑受到UVUV紫外線照射後，幫助油墨內(nèi)光敏聚合反響開(kāi)始，形成高紫外線照射後，幫助油墨內(nèi)光敏聚合反響開(kāi)始

14、，形成高分子聚合物。分子聚合物。 ( (基於不同油墨之種類及印刷之厚度，曝光量之調(diào)校必須參考油墨技術(shù)基於不同油墨之種類及印刷之厚度，曝光量之調(diào)校必須參考油墨技術(shù)資料資料) )2004/3/12Nov, 2002一般采用7仟瓦特曝光機(jī)，配合超高壓水銀燈或鹵素?zé)?。油墨感光波長(zhǎng)： 365nm可使用曝光量范圍： 150-500mJ/cm2 (可使用ORC UV351曝光表測(cè)量)Stouffer 21格曝光尺： 9-11格【標(biāo)準(zhǔn)條件標(biāo)準(zhǔn)條件】2004/3/12Nov, 2002【】油墨層銅箔及基板UV-Radiation Energy Distribution in the ResistIdeal En

15、ergy DistributionActualUV-EnergyResist x-axis玻璃或有機(jī)框體曝光底片底片保護(hù)膜電介質(zhì)2004/3/12Nov, 2002【本卷須知】曝光量需要隨油墨厚度而調(diào)整：曝光量需要隨油墨厚度而調(diào)整： 油墨厚油墨厚 曝光量高曝光量高 油墨薄油墨薄 曝光量低曝光量低如曝光能量缺乏時(shí)：如曝光能量缺乏時(shí)： 側(cè)蝕擴(kuò)大。側(cè)蝕擴(kuò)大。 油墨剝落。油墨剝落。 顯影後，油墨外表白化。顯影後，油墨外表白化。2004/3/12Nov, 2002如曝光能量過(guò)高時(shí)：如曝光能量過(guò)高時(shí)： 基材外表出現(xiàn)背光漬基材外表出現(xiàn)背光漬 ( (鬼影鬼影) )。 油墨邊緣出現(xiàn)長(zhǎng)胖油墨邊緣出現(xiàn)長(zhǎng)胖Halat

16、ionHalation增生現(xiàn)象。增生現(xiàn)象。【本卷須知】2004/3/12Nov, 2002曝光加工時(shí)油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反響曝光加工時(shí)油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反響 (1) (1) 1. 1. 感光起始：感光起始：I I I I * *I I * * R R * *I I * * I I2. 2. 開(kāi)始反響：開(kāi)始反響：R+ MR+ M RM RM3. 3. 成長(zhǎng)反響：成長(zhǎng)反響：RM+ MRM+ M RM2 RM2RM+ MRM+ M RMn+1 RMn+1RMm+ RMn Pm+nRMm+ RMn Pm+n4. 4. 停止反響：停止反響：RMm+ RMn Pm +PnRMm+ RMn Pm +Pn I = I =

17、感光起始劑感光起始劑 M = M = 反響性單份子反響性單份子P = P = 高高份子聚合物份子聚合物2004/3/12Nov, 2002曝光加工時(shí)油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反響曝光加工時(shí)油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反響 (2) (2) 感光起始劑感光起始劑 RR H H R + CH2=CHCOOR R + CH2=CHCOOR RCH2CRCH2C COORCOOR H H H HH H RCH2C + CH2=CHCOOR RCH2C + CH2=CHCOOR R-(CH2C)CH2CR-(CH2C)CH2C COORCOOR COORCOOR H H H H H H H H RCH2C + RCH2C RCH2C

18、+ RCH2C RCH2C-CCH2R RCH2C-CCH2R COOR COOR COOR COOR ROOC COOR ROOC COORRCH2RCH2 CH=CHRCH=CHR + + ROOCROOC COOR COOR H H RCH2C + T RCH2C + T RCH2CH2COOR + TRCH2CH2COOR + T COORCOOR2004/3/12Nov, 2002靜置時(shí)間靜置時(shí)間： 10 10 30 30 分鐘分鐘目的：目的：曝光完成後，光敏聚合反響仍繼續(xù)進(jìn)行，因此靜置時(shí)間的目的是曝光完成後，光敏聚合反響仍繼續(xù)進(jìn)行，因此靜置時(shí)間的目的是讓光敏聚合反響完全。讓光敏聚合

19、反響完全。 2004/3/12Nov, 2002顯影：顯影： 目的：目的：顯影之主要目的是將因沒(méi)有受到UV紫外線照射而架橋之油墨除去。 顯影加工時(shí)油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反響：顯影加工時(shí)油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反響： 樹(shù) 脂 COOHCOOH COOHCOOH + NaNa2 2COCO3 3 樹(shù) 脂 COOCOO- -NaNa+ + COOCOO- -NaNa+ + + NaHCONaHCO3 3 【標(biāo)準(zhǔn)流程標(biāo)準(zhǔn)流程】顯影 (1wt%碳酸鈉，30C，60-90秒) 水洗 乾板反應(yīng)式分解如下：2004/3/12Nov, 2002【顯影加工時(shí)油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反響： 】Na2CO3+H2ONaOH+NaHCO3(1)(CH2

20、CH)O=C-O-H+NaOH(CH2CH)(2)O=C-O-Na+H2OResistbinderscarboxylicacidgroupSolublesodiumcarboxylatesalt2004/3/12Nov, 2002v 顯影藥液濃度低時(shí)：顯影性下降v 顯影藥液濃度高時(shí)：顯影性下降 、 油墨外表白化 、v 側(cè)蝕擴(kuò)大v 藥液溫度低時(shí)： 顯影性下降v 藥液溫度高時(shí)： 油墨外表白化 、側(cè)蝕擴(kuò)大v 藥液噴壓低時(shí)： 顯影性下降v 藥液噴壓高時(shí)： 油墨外表白化 、側(cè)蝕擴(kuò)大v 空網(wǎng)柯式印刷時(shí)，小孔容易被油墨填塞；如果需要把孔內(nèi)油墨沖走，顯影操作條件將需適量改變。 【本卷須知】2004/3/12N

21、ov, 2002後固化後固化 ( (最終固化最終固化) )： 目的：目的：於顯影加工後必須經(jīng)過(guò)高溫烤板，目的是使油墨內(nèi)熱固化之化學(xué)結(jié)構(gòu)反於顯影加工後必須經(jīng)過(guò)高溫烤板，目的是使油墨內(nèi)熱固化之化學(xué)結(jié)構(gòu)反響架橋。響架橋。 【標(biāo)準(zhǔn)條件標(biāo)準(zhǔn)條件】150C / 60-90分鐘(循環(huán)熱風(fēng)烤箱)【本卷須知】固化缺乏時(shí)，防焊油墨的耐熱性、耐堿性及電阻值將會(huì)下降。固化過(guò)度時(shí)，防焊油墨的耐酸性及耐鍍金性將會(huì)下降。2004/3/12Nov, 2002後固化加工時(shí)油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反響後固化加工時(shí)油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反響 (1)(1)： 樹(shù) 脂 COOHCOOH COOHCOOH 樹(shù) 脂 COOCOO C C H H2 2- -CH

22、CH - -R R COOCHCOOCH2 2- -CHCH - -R R OHOH CHCH2 2- -CHCH - -R R O O + 2004/3/12Nov, 2002後固化加工時(shí)油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反響後固化加工時(shí)油墨化學(xué)結(jié)構(gòu)反響(2)(2)： HOCH2-(OCH-CH2)-OCHCH2NR3 l l l R R R CH2-CH-R O + R3N CH2-CH-R-CH-CH2 O O + H2N-RNH2 -NH-CH2-CH-R-CH-CH2-NH-R l l OH OH OH OH OH OH l l l l -N-CH2-CH-R-CH-CH2 CH2-CH-R-CH-CH2

23、- N-R-N -N-CH2-CH-R-CH-CH2 CH2-CH-R-CH-CH2- l l l l OH OH OH OH 2004/3/12Nov, 2002文字油墨：文字油墨： 熱硬化型及紫外線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。 【本卷須知】熱硬化型文字油墨紫外線硬化型文字油墨防焊油墨固化前印刷文字油墨 印刷時(shí)，容易擦傷防焊油墨白色文字油墨容易變黃 印刷時(shí)，容易擦傷防焊油墨;白色文字油墨容易變黃; 防焊油墨與銅面結(jié)合力下降防焊油墨固化後印刷文字油墨 防焊油墨過(guò)度固 化，造成耐酸及耐鍍金性下降. 文字油墨與防焊油墨結(jié)合力下降2004/3/12Nov, 20

24、02其他本卷須知：其他本卷須知： 停放時(shí)間：停放時(shí)間：由印刷後至顯影完畢為止，盡可能在由印刷後至顯影完畢為止，盡可能在12-2412-24小時(shí)內(nèi)完成。小時(shí)內(nèi)完成。線路板之搬運(yùn)：線路板之搬運(yùn)：顯影後，防焊油墨硬度較低，容易被碰傷擦花；在固化完顯影後，防焊油墨硬度較低，容易被碰傷擦花；在固化完成前，線路板之間需要使用紙張或膠片分隔，并小心搬成前，線路板之間需要使用紙張或膠片分隔，并小心搬運(yùn)。運(yùn)。熱風(fēng)整平熱風(fēng)整平 ( (噴錫噴錫) ) 後，錫層會(huì)高出油墨外表，疊板時(shí)容易後，錫層會(huì)高出油墨外表，疊板時(shí)容易令防焊油墨被碰傷擦花；線路板之間需要使用紙張或膠令防焊油墨被碰傷擦花；線路板之間需要使用紙張或膠片

25、分隔，并小心搬運(yùn)。片分隔，并小心搬運(yùn)。2004/3/12Nov, 2002線路板重工：線路板重工：印刷或預(yù)烘後，如需要把防焊油墨退洗，只須先預(yù)烘，再在顯影槽內(nèi)印刷或預(yù)烘後，如需要把防焊油墨退洗，只須先預(yù)烘，再在顯影槽內(nèi)噴洗噴洗2-3 2-3 分鐘，以確?？子湍煌耆逑?。如有退洗大量重工板後，分鐘，以確?？子湍煌耆逑?。如有退洗大量重工板後，顯影藥液會(huì)嚴(yán)重老化，請(qǐng)更顯影藥液會(huì)嚴(yán)重老化，請(qǐng)更換換新顯影藥液作正常生產(chǎn)。新顯影藥液作正常生產(chǎn)。曝光或顯影後，如需要把防焊油墨退洗，需先浸堿性藥液曝光或顯影後，如需要把防焊油墨退洗，需先浸堿性藥液 (5% (5% 氫氧化氫氧化鈉鈉 / 50 / 50C)C)，浸洗時(shí)間，浸洗時(shí)間5-155-15分鐘，再以軟刷將半分解的油墨殘?jiān)昼?，再以軟刷將半分解的油墨殘?jiān)コ?。剝除防焊油墨後，堿性藥液可能會(huì)殘留於板面上，需再進(jìn)行去除。