油墨工艺技术概要

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：(酸酸处理，研研磨)目的：通常是以酸酸处理将基板板/铜板表表面之氧化化物及油污污去除掉，，及再加刷刷磨把板面面加以粗化化成凹凸狀狀，增加油油墨与基板板之密著性性。研磨方法：：一般机械性研磨磨采用针辘辘/尼龙擦擦轮NylonBrush，不织织布刷轮Buff，，铝粉喷砂砂JetScrubbing/火火山灰磨板板PumiceScrubbing等。另一一方面，前前处理方法法也有化学学研磨ChemicalTreatment之方法。。Nov,2002前处理：(酸酸处理，研研磨)機械刷磨化化學學微蝕Nov,2002前处理加工於於研磨後，，若水洗不不足时板面面上残留物物化学药物物时，油墨墨与铜板间间之密著性性便会降低低；同时，，油墨之耐耐热性、耐耐酸碱性及及耐镀金性性等也会因因而降低。。【注意事项】Nov,2002油墨涂布：涂布方法方方面，一般般业界以丝丝网印刷及及帘幕涂布布为主，亦亦有以喷墨墨涂布方法法涂布。目目前喷涂方方法涂布开开始普遍。。丝网印刷法法：以36~51T(即90~125mesh)的网纱，并以以20~25角度斜拉网，网浆厚厚度约25微米(约需覆盖盖3~5次次)，刮刀刀角度10~15，刮刀压力6kg/cm2，刮刀行速速10cm/sec。一般采用10mm厚刮刀刀，刮刀硬硬度为65~75度度Nov,2002帘幕涂布法法：帘幕型造器器夹缝宽0.5mm，进板速速度90m/min，油墨黏黏度60~90秒(以DinCupNo.4测测量)，湿湿膜油墨重重量约100~120g/m2。喷墨墨涂涂布布法法：：有压缩缩空空气气喷喷涂涂机机及及离离心心力力静静电电喷喷涂涂机机两两种种，，因因未未有有一一定定规规格格，，需需以以每每部部机机器器实实验验生生产产参参数数。。油墨墨涂布布：Nov,2002防焊焊油油墨墨涂布布方方法法分分类类及及其其特特长长：丝网网印印刷刷帘幕幕涂涂布布喷墨墨涂涂布布生产性性一般般优良涂布布效效能能优良差导通通孔孔显显影影性性一般般优优导通通孔孔塞塞孔孔能能力力良差差线路路间间气气泡泡问问题题一般般优良细线线路路上上油油墨墨厚厚度度一般般差一般般Nov,2002油墨墨厚厚度度：：标准准油油墨墨厚厚度度：：10––25微微米米(线线路路面面油油墨墨，，固固化化後後测测量量)适当当油油墨墨厚厚度度：：15––25微微米米(线线路路面面油油墨墨，，固固化化後後测测量量)油墨墨厚厚度度太太薄薄(10微微米米以以下下)：：耐热性性、、耐耐酸酸碱碱性性、、耐耐镀镀金金性性及及铅铅笔笔硬硬度度等等降降低低，，油油墨墨容容易易出出现现剥剥落落。。基材材上上容容易易发发生生长长胖胖(Halation)及及背背光光渍渍(BackSideExposure)问问题题。。【注意事项】Nov,2002【注意事项】油墨厚厚度太太厚(25微微米以以上)：侧蚀扩扩大。。溶剂难难以在在预烘烘工序序时挥挥发，，容易易出现现黏曝曝光底底片及及曝光光後出出现菲菲林压压痕耐热性性、耐耐酸碱碱性、、耐镀镀金性性等降降低黏度稀释：：如使用用丝网印印刷法法，油油墨加加入溶溶剂稀稀释后后，线线路边边角位位油墨墨厚度度将会会偏薄薄，尽尽可能能避免免。帘幕涂涂布法法及喷喷墨涂涂布法法，则则因为为操作作方法法，必必须把把油墨墨稀释释，请请根据据每种种油墨墨的技技术资资料册册，使使用该该适当当的溶溶剂种种类及及份量量。Nov,2002静置时时间：：15––30分分钟目的：：不论使用用何种种方法法涂布布，多多少总总有气气泡留留在线线路之之间，，为免免油墨墨涂层层穿破破或不不平均均，在在预烘烘前需需静置置15-30分钟，让让气泡泡穿破破及油油墨整整平。。Nov,2002预烤：目的：：把油墨墨内所含含有的的部份份有机机溶剂剂挥发发，形形成乾乾燥膜膜，从从而进进行曝曝光加加工。。烤箱之之种类：：隧道式式热风循循环烤烤箱及及立式式热风风循环环烤箱箱。Nov,2002两次单单面印印刷，，并作作两面面同时时曝光光第一面面:75C/15-25分钟(热风风循环环烤箱箱)第二面面:75C/25-35分钟(热风风循环环烤箱箱)双面印印刷双双面曝曝光或或单单面面曝光光75C/40-60分钟(热风风循环环烤箱箱)【标准条条件】Nov,2002【注意事项】预烤不不足时时，将将有下下列情情况发发生：：油墨表表面乾乾燥不不足，，曝光光时会粘粘曝光光底片片，或或油墨墨面出出现曝曝光压压痕。。显影时时油墨墨容易易被显显影药药液侵侵蚀，，侧蚀蚀因而而扩大大，容容易出出现SMTPad间油油墨脱脱落问问题，，严重重时更更会使使油墨墨表面面白化化现象象。Nov,2002【注意事项】预烤过过度时时，将将有下下列情情况发发生：：热硬化化树脂脂会开开始化化学交交联反反应，，造成成显影影不净净、无无法显显影的的问题题；特特别是是以两两次单单面印印刷，，并作作两面面同时时曝光光方式式生产产时，，第一一面印印刷的的油墨墨比较较容易易预烘烘过度度，必必须遵遵守所所使用用的油油墨技技术资资料册册上的的预烘烘极限限，作作为生生产条条件。。Nov,2002静置冷冷却：：10-20分分钟目的：：预烤後後由烘烘烤风风箱取取出，，必须须冷却却至室室温才才可进进行曝曝光，，速冷冷风冷冷却或或自然然冷却却皆可可。否否则，，於曝曝光加加工时时，容容易出出现菲菲林压压痕问问题。。【注意事项】小心冷冷风机或或空调调系统统滴水水，油油墨沾沾水後後亦会会慢慢慢开始始化学学交联联反应应，造造成难难以显显影问问题。。Nov,2002曝光：：目的：：曝光加加工主主要利利用UV紫紫外线照射射把图图形转转移至至油墨墨上。。油墨墨内之之感光光起始始剂受受到UV紫紫外线线照射射後，，帮助助油墨墨内光光敏聚聚合反反应开开始，，形成成高分分子聚聚合物物。(基於於不同同油墨墨之种类及及印刷刷之厚厚度，，曝光光量之之调校校必须须参考考油墨墨技术术资料料)Nov,2002一般采用7仟瓦瓦特曝曝光机机，配配合超超高压压水银银灯或或卤素素灯。。油墨感感光波波长：：365nm可使用用曝光光量范范围：：150-500mJ/cm2(可使使用ORCUV351曝光光表测测量)Stouffer21格格曝曝光光尺尺：：9-11格格【标准准条条件件】Nov,2002【曝光光示示意意圖圖】油墨墨層層銅箔箔及及基基板板UV-RadiationEnergyDistributionintheResistIdealEnergyDistributionActualUV-EnergyResistx-axis玻璃璃或或有有機機框框體體曝光光底底片片底片片保保護護膜膜電介介質質Nov,2002【注意意事项项】曝光光量量需需要要随油油墨墨厚厚度度而而调调整整：：油墨墨厚厚––曝曝光光量量高高油墨墨薄薄––曝曝光光量量低低如曝曝光光能能量量不不足足时：：侧蚀蚀扩扩大大。。油墨墨剥剥落落。。显影影後後，，油油墨墨表表面面白白化化。。Nov,2002如曝曝光光能能量量过高高时时：：基材材表表面面出出现背背光光渍渍(鬼鬼影影)。。油墨墨边边缘缘出出现现长长胖胖Halation增增生生现现象象。。【注意意事项项】Nov,2002曝光光加加工工时油油墨墨化化学学结结构构反反应应(1)1.感感光光起起始始：：II*I*R*I*I2.开始始反反应应：：R‧‧+MRM‧‧3.成成长反反应应：：RM‧‧+MRM2‧RM‧‧+MRMn+1‧RMm‧+RMn‧Pm+n4.停停止止反反应：：RMm‧+RMn‧Pm+PnI=感感光光起起始始剂M=反反应应性性单单份份子子P=高高份份子子聚聚合合物物Nov,2002曝光光加加工工时油油墨墨化化学学结结构构反反应应(2)感光光起起始始剂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静置置时时间间：10––30分分钟目的的：：曝光光完完成成後後，，光光敏敏聚聚合合反反应仍仍继继续续进进行行，，因因此此静静置置时时间间的的目目的的是是让让光光敏敏聚聚合合反反应应完完全全。。Nov,2002显影：目的：显影之主主要目的的是将因因没有受受到UV紫外线线照射而而架桥之之油墨除除去。显影加工工时油墨墨化学结结构反应应：

树

脂

COOH

COOH

+

Na2CO3

树

脂

COO-Na+

COO-Na+

+

NaHCO3

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

脂

COOH

COOH

树

脂

COOCH2-CH-R

COOCH2-CH-R

▏

OH

CH2-CH-R

O

+

Nov,2002後固化加加工时油墨化化学结构构反应(2)：：Nov,2002文字油墨墨：热硬化型型及紫外外线硬化化型文字字油墨皆皆可使用用；在防防焊油墨墨固化前前或之後後，亦可可印刷文文字油墨墨。【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其他注意意事项：停放时间：由印刷後後至显影完毕毕为止，，尽可能能在12-24小时内内完成。。线路板之之搬运：：显影後，，防焊油油墨硬度度较低，，容易被被碰伤擦擦花；在在固化完完成前，，线路板板之间需需要使用用纸张或或胶片分分隔，并并小心搬搬运。热风整平平(喷喷锡)後後，锡锡层会高高出油墨墨表面，，叠板时时容易令令防焊油油墨被碰碰伤擦花花；线路路板之间间需要使使用纸张张或胶片片分隔，，并小心心搬运。。Nov,2002线路板重重工：印刷或预烘後，，如需要要把防焊焊油墨退退洗，只只须先预预烘，再再在显影影槽内喷喷洗2-3分分钟，以以确保孔孔油墨被被完全清清洗。如如有退洗洗大量重重工板後後，显影影药液会会严重老老化，