油墨工艺技术

油墨工艺技术概要Nov,2002PCB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。

SolderMask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。

Nov,2002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：Nov,2002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)：Nov,2002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)：Nov,2002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Nov,2002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Nov,2002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：

BaSO4,SiO2,Talc（云母）主要成份：BariumSulfate:BaSO4Silica:SiO2(可使油墨表面粗化）Talc:3MgO．4SiO2．H2ONov,2002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)75oC，40~60分钟图形转移(紫外线照射)300~700mJ/cm2

1.0wt%Na2CO330oC，60~90秒(立式烤箱，隧道式烤箱)150oC，60~90分钟前处理油墨印刷预烤曝光显影後固化Nov,2002前处理：(酸处理理，研磨磨)目的：通常是以以酸处理将基基板/铜铜板表面面之氧化化物及油油污去除除掉，及及再加刷刷磨把板板面加以以粗化成成凹凸狀狀，增加加油墨与与基板之之密著性性。研磨方法法：一般机械性研研磨采用用针辘/尼龙擦擦轮NylonBrush，不不织布刷刷轮Buff，，铝粉喷喷砂JetScrubbing/火山山灰磨板板PumiceScrubbing等。。另一方方面，前前处理方方法也有有化学研研磨ChemicalTreatment之方方法。Nov,2002前处理：(酸处理理，研磨磨)機械刷磨磨化化學微蝕蝕Nov,2002前处理加工工於研磨磨後，若若水洗不不足时板板面上残残留物化化学药物物时，油油墨与铜铜板间之之密著性性便会降降低；同同时，油油墨之耐耐热性、、耐酸碱碱性及耐耐镀金性性等也会会因而降降低。【注意事项】Nov,2002油墨涂布：涂布方法法方面，，一般业业界以丝丝网印刷刷及帘幕幕涂布为为主，亦亦有以喷喷墨涂布布方法涂涂布。目目前喷涂涂方法涂涂布开始始普遍。。丝网印刷刷法：以36~51T(即即90~125mesh)的网纱，并并以20~25角度斜拉拉网，网浆浆厚度约约25微微米(约需覆覆盖3~5次)，刮刀刀角度10~15，刮刀压力6kg/cm2，刮刀行行速10cm/sec。一般般采用10mm厚厚刮刀，，刮刀硬硬度为65~75度Nov,2002帘幕涂布布法：帘幕型造造器夹缝缝宽0.5mm，进板板速度90m/min，油墨墨黏度60~90秒(以DinCupNo.4测测量)，湿膜膜油墨重重量约100~120g/m2。喷墨涂布布法：有压缩空气气喷涂机机及离心心力静电电喷涂机机两种，，因未有有一定规规格，需需以每部部机器实实验生产产参数。。油墨涂布：Nov,2002防焊油墨墨涂布方法法分类及及其特长长：丝网印刷刷帘幕涂布布喷墨涂布布生产性一般优良涂布效效能能优良差导通孔显显影性一般优优导通孔塞塞孔能力力良差差线路间气气泡问题题一般优良细线路上上油墨厚厚度一般差一般Nov,2002油墨厚度度：标准油墨墨厚度：：10––25微微米(线路面面油墨，，固化後後测量)适当油墨墨厚度：：15––25微微米(线路面面油墨，，固化後後测量)油墨厚度度太薄(10微米以以下)：：耐热性、耐耐酸碱性性、耐镀镀金性及及铅笔硬硬度等降降低，油油墨容易易出现剥剥落。基材上容容易发生生长胖(Halation)及及背光渍渍(BackSideExposure)问题题。【注意事项】Nov,2002【注意事项】油墨厚度度太厚(25微米以以上)：：侧蚀扩大大。溶剂难以以在预烘烘工序时时挥发，，容易出出现黏曝曝光底片片及曝光光後出现现菲林压压痕耐热性、、耐酸碱碱性、耐耐镀金性性等降低低黏度稀释：如使用丝网印刷刷法，油油墨加入入溶剂稀稀释后，，线路边边角位油油墨厚度度将会偏偏薄，尽尽可能避避免。帘幕涂布布法及喷喷墨涂布布法，则则因为操操作方法法，必须须把油墨墨稀释，，请根据据每种油油墨的技技术资料料册，使使用该适适当的溶溶剂种类类及份量量。Nov,2002静置时间：15–30分钟目的：不论使用何种方方法涂布，多多少总有气泡泡留在线路之之间，为免油油墨涂层穿破破或不平均，，在预烘前需需静置15-30分钟，让气泡穿穿破及油墨整整平。Nov,2002预烤：目的：把油墨内所含有的部部份有机溶剂剂挥发，形成成乾燥膜，从从而进行曝光光加工。烤箱之种类：隧道式热风循环烤箱箱及立式热风风循环烤箱。。Nov,2002两次单面印刷刷，并作两面面同时曝光第一面:75C/15-25分钟(热风循循环烤箱)第二面:75C/25-35分钟(热风循循环烤箱)双面印刷双面面曝光或单单面曝光75C/40-60分分钟(热风循循环烤箱)【标准条件】Nov,2002【注意事项】预烤不足时，，将有下列情情况发生：油墨表面乾燥燥不足，曝光光时会粘曝光底底片，或油墨墨面出现曝光光压痕。显影时油墨容容易被显影药药液侵蚀，侧侧蚀因而扩大大，容易出现现SMTPad间油墨墨脱落问题，，严重时更会会使油墨表面面白化现象。。Nov,2002【注意事项】预烤过度时，，将有下列情情况发生：热硬化树脂会会开始化学交交联反应，造造成显影不净净、无法显影影的问题；特特别是以两次次单面印刷，，并作两面同同时曝光方式式生产时，第第一面印刷的的油墨比较容容易预烘过度度，必须遵守守所使用的油油墨技术资料料册上的预烘烘极限，作为为生产条件。。Nov,2002静置冷却：10-20分分钟目的：预烤後由烘烤烤风箱取出，，必须冷却至至室温才可进进行曝光，速速冷风冷却或或自然冷却皆皆可。否则，，於曝光加工工时，容易出出现菲林压痕痕问题。【注意事项】小心冷风机或空调系系统滴水，油油墨沾水後亦亦会慢慢开始始化学交联反反应，造成难难以显影问题题。Nov,2002曝光：目的：曝光加工主要要利用UV紫紫外线照射把图形形转移至油墨墨上。油墨内内之感光起始始剂受到UV紫外线照射射後，帮助油油墨内光敏聚聚合反应开始始，形成高分分子聚合物。。(基於不同油油墨之种类及印刷之之厚度，曝光光量之调校必必须参考油墨墨技术资料)Nov,2002一般采用7仟瓦特特曝光机，配配合超高压水水银灯或卤素素灯。油墨感光波长长：365nm可使用曝光量量范围：150-500mJ/cm2(可可使用ORCUV351曝光表测测量)Stouffer21格曝光尺：：9-11格【标准条件】Nov,2002【曝光示意圖】油墨層銅箔及基板UV-RadiationEnergyDistributionintheResistIdealEnergyDistributionActualUV-EnergyResistx-axis玻璃或有機框框體曝光底片底片保護膜電介質Nov,2002【注意事项】曝光量需要随油墨厚度而而调整：油墨厚–曝曝光量高油墨薄–曝曝光量低如曝光能量不不足时：侧蚀扩大。油墨剥落。显影後，油墨墨表面白化。。Nov,2002如曝光能量过高时：基材表面出现背光渍(鬼影)。油墨边缘出现现长胖Halation增生现象。。【注意事项】Nov,2002曝光加工时油墨化学结结构反应(1)1.感光起起始：II*I*R*I*I2.开始反应：R‧+MRM‧3.成长反应：RM‧+MRM2‧RM‧+MRMn+1‧RMm‧+RMn‧Pm+n4.停止反反应：RMm‧+RMn‧Pm+PnI=感光光起始剂 M=反反应性单份份子 P=高份子聚聚合物Nov,2002曝光加工时油墨化学结结构反应(2)感光起始剂R‧H︳R‧+CH2=CHCOORRCH2C‧︳COORHHH︳︳︳︳︳RCH2C‧+CH2=CHCOORR-(CH2C)CH2C‧︳︳︳COORCOORHHHH︳︳︳︳︳︳︳~R~CH2C‧+~R~CH2C‧~R~CH2C-CCH2~R~︳︳︳︳︳︳COORCOORROOCCOOR~R~CH2CH=CH~R~︳+︳ROOCCOORH︳~R~CH2C‧+T~R~CH2CH2COOR+T‧︳COORNov,2002静置时间：10–30分钟目的：曝光完成後，，光敏聚合反反应仍继续进行行，因此静置置时间的目的的是让光敏聚聚合反应完全全。Nov,2002显影：目的：显影之主要目目的是将因没没有受到UV紫外线照射射而架桥之油油墨除去。显影加工时油油墨化学结构构反应：

树

脂

COOH

COOH

+

Na2CO3

树

脂

COO-Na+

COO-Na+

+

NaHCO3

【标准流程】显影(1wt%碳碳酸钠，30C，60-90秒)水洗乾板反應式分解解如下：Nov,2002【显影加工时时油墨化学学结构反应应：】Na2CO3+H2ONaOH+NaHCO3(1)(CH2CH)O=C-O-H+NaOH(CH2CH)(2)O=C-O-Na+H2OResistbinder’scarboxylicacidgroupSolublesodiumcarboxylatesaltNov,2002显影药液浓浓度低时：：显影性下下降显影药液浓浓度高时：：显影性下下降、油油墨表面面白化、、侧蚀扩大药液温度低低时：显显影性下下降药液温度高高时：油油墨表面面白化、、侧蚀扩大大药液喷压低低时：显显影性下下降药液喷压高高时：油油墨表面面白化、、侧蚀扩大大空网柯式印印刷时，小小孔容易被被油墨填塞塞；如果需需要把孔内内油墨冲走走，显影操操作条件将将需适量改改变。【注意事项】Nov,2002後固化(最終固化化)：目的：於显影加工後後必须经过过高温烤板板，目的是是使油墨内内热固化之之化学结构构反应架桥桥。【标准条件】150C/60-90分钟 (循环环热风烤箱箱)【注意事项】固化不足时，防焊油油墨的耐热热性、耐碱碱性及电阻阻值将会下下降。固化过度时时，防焊油油墨的耐酸酸性及耐镀镀金性将会会下降。Nov,2002後固化加工工时油墨化学学结构反应应(1)：树

脂

COOH

COOH

树

脂

COOCH2-CH-R

COOCH2-CH-R

▏

OH

CH2-CH-R

O

+

Nov,2002後固化加工工时油墨化学学结构反应应(2)：：Nov,2002文字油墨：：热硬化型及及紫外线硬硬化型文字字油墨皆可可使用；在在防焊油墨墨固化前或或之後，亦亦可印刷文文字油墨。。【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

印刷时，容易擦伤防焊油墨;白色文字油墨容易变黄;防焊油墨与铜面结合力下降防焊油墨固化後印刷文字油墨

防焊油墨过度固化，造成耐酸及耐镀金性下降.

文字油墨与防焊油墨结合力下降Nov,2002其他注意事项：停放时间：由印刷後至至显影完毕为为止，尽可可能在12-24小小时内完成成。线路板之搬搬运：显影後，防防焊油墨硬硬度较低，，容易被碰碰伤擦花；；在固化完完成前，线线路板之间间需要使用用纸张或胶胶片分隔，，并小心搬搬运。热风整平(喷锡)後，锡锡层会高出出油墨表面面，叠板时时容易令防防焊油墨被被碰伤擦花花；线路板板之间需要要使用纸张张或胶片分分隔，并小小心搬运。。Nov,2002线路板重工工：印刷或预烘後，如如需要把防防焊油墨退退洗，只须须先预烘，，再在显影影槽内喷洗洗2-3分分钟，以以确保孔油油墨被完全全清洗。如如有退洗大大量重工板板後，显影影药液会严严重老化，，请更換新新显影药液液作正常生生产。曝光光或或显显影影後後，，如如需需要要把把防防焊焊油油墨墨退退洗洗，，需需先先浸浸碱碱性性药药液液(5%氢氢氧氧化化钠钠/50C)，，浸浸洗洗时间间5-15分分钟钟，，再再以以软软刷刷将将半半分分解解的的油油墨墨残残渣渣清清除除。。剥剥除除防防焊焊油油墨墨後後，，碱碱性性药药液液可可能能会会残残留留於於板板面面上上，，需需再再进进行行前前处处理理後後，，再再重重新新涂涂布布。。其他他注注意意事项项：：Nov,2002室内温温度度范范围围：：18––22C注意意事项项：：室内温温度度过过低低时时，，感感光光度度会会下下降降。。室内内温温度度过过高高时时，，会会发发生生黏黏曝曝光光底底片片或或曝曝光光真真空空压压痕痕。。湿度度范范围围：：50––60%注意意事项项：：湿度度过过低低