辐射固化技术在电子行业的应用

关于辐射固化技术在电子行业的应用一、在电路板（PCB）方面的应用相关知识－电路版制作工艺基版――覆铜――钻孔――涂覆抗蚀剂――固化成像――刻蚀――涂覆阻焊油墨――成像（留出焊孔）――焊接－－保形涂料主要应用：光致抗蚀剂、阻焊油墨、保形涂料（三防涂料、塑封涂料）

第2页,共54页，2024年2月25日，星期天減除法銅箔基板鑽孔化銅+鍍銅影像轉移蝕刻防焊銅箔基板鑽孔化銅+鍍銅影像轉移蝕刻鍍銅,錫鉛防焊全加成法樹脂積層板(不含銅箔)鑽孔樹脂表面活化印阻劑(抗鍍也抗焊)化學銅析鍍防焊半加成法PCB制造方法第3页,共54页，2024年2月25日，星期天1、PCB光致抗蚀剂

第4页,共54页，2024年2月25日，星期天1.1干膜抗蚀剂（DFR）DFR结构：聚乙烯覆膜抗蚀剂层聚酯支持膜干膜成品第5页,共54页，2024年2月25日，星期天第6页,共54页，2024年2月25日，星期天DFR的特点：有较高的分辨率，一般线宽可做到0.1mm；干膜应用在图形电镀工艺中，电镀加厚在高而垂直的夹壁间进行，在镀层厚度小于抗蚀剂厚度时，可以防止产生镀层突延和防止去膜时抗蚀剂嵌入镀层下面，保证线条精度；干膜的厚度和组成一致，避免成像时的不连续性，可靠性高；应用干膜，大大简化了印制板制造工序，有利于实现机械化、自动化。第7页,共54页，2024年2月25日，星期天DFR的局限性：胶层与覆铜板的贴合性难以达到理想，间层总会存在一些微孔、气泡等缺陷，影响图形品质；曝光时，表面所覆PET被膜有几十微米厚度，对光线产生折射、反光等作用，降低线路刻制精度。是制约线宽细化的关键之一；胶层较厚，同样影响分辨率；鉴于分辨率限制，不适用于当今高密度PCB制造虽然使用方便，但贴合工艺要求高，专用设备。边角余料多，浪费大；DFR生产工艺控制要求高，设备及检测仪器投资较大。第8页,共54页，2024年2月25日，星期天1.2PCB湿膜光成像抗蚀剂（LPR）基本特点：常温成液态，含有溶剂，粘度低，适合丝印；丝网满版印于覆铜版，～80℃烘干溶剂，达到一定硬度干燥的感光层，不能粘掩膜；胶层固态或半固态状感光聚合交联，形成潜像，掩膜无需定位；溶剂或碱性水溶液显影，前者毒害较大，易燃，溶胀交联区域，导致尺寸不稳定；后者为当前主流。Na2CO3溶液为显影液，NaOH溶液为余胶剥离液。第9页,共54页，2024年2月25日，星期天湿膜使用流程基板前处理→涂布→预烘→冷却→曝光→显像→固化→电镀→去除油墨→蚀刻→后处理涂布：丝网印刷、浸涂、辊涂第10页,共54页，2024年2月25日，星期天能够实现缩小焊盘或没有焊盘的PCB设计;可做出最佳的正交矩形图形;板面的线宽和图形高度公差最小。容易获得较高的分辨率，适合于当前高密度PCB制造，线宽0.05～0.25mm；成本较低，价格只有干膜的1/2或2/3；几乎是零的废物排放（而干膜则需处理揭下的涤纶薄膜）；无需增添专用设备（凡具备制造双面板的公司都具备使用湿膜的条件）；因湿膜在一定条件下能耐碱性蚀刻，所以生产厂家只备一台碱性蚀刻机，既能完成多层板内层的图形蚀刻又能完成以锡铅或锡层为掩膜的外层图形蚀刻。湿膜的优点：第11页,共54页，2024年2月25日，星期天PCB阻焊油墨的作用防焊：留出板上待焊的通孔及其焊径，将所有线路及铜面都覆盖住，防止波焊时造成的短路，并节省焊锡之用量。护板：防止湿气及各种电解质的侵害使线路氧化而危害电气性质，并防止外来的机械伤害以维持板面良好的绝缘，绝缘：由于板子愈来愈薄,线宽距愈来愈细,故导体间的绝缘问题日形突显,也增加防焊漆绝缘性质的重要性.2、PCB阻焊油墨第12页,共54页，2024年2月25日，星期天第13页,共54页，2024年2月25日，星期天光成像阻焊油墨使用工艺流程面板预处理油墨涂布预热烘干高温后固化曝光碱液显影第14页,共54页，2024年2月25日，星期天3.印刷电子线路板保形涂料保形涂料(Conformalcoating)：涂敷在已焊插接元件的印刷线路板上的保护性涂料。防潮、防尘、防腐蚀、防霉、防刮伤等用于民用电子工业（通讯器材、高档家电等）、汽车工业、航天航空工业、国防工业和生物工程等领域。

第15页,共54页，2024年2月25日，星期天对保形涂料的主要性能要求优良的电绝缘性（包括电阻、介电常数、击穿强度及潮湿环境下的电性能）表面硬度良好的附着力柔韧性重涂性第16页,共54页，2024年2月25日，星期天热固化：线路板不耐热室温自然固化：固化时间长，不环保光固化：不规则凹凸面，暗区难以固化光/暗双固化：理想的固化方式，环保并且兼顾效率和效果。光/空气固化光/潮气固化光/热固化保形涂料的固化方式第17页,共54页，2024年2月25日，星期天二、显示行业显示种类LCD: LiquidCrystalDisplay PDP: PlasmaDisplayPanel OELD: OrganicElectroLuminescentDisplay IELD: InorganicElectroLuminescentDisplay e-paper: ElectronicPaperDisplay Microdisplay EFDPanel: FieldEmissionDiodePanel RPD: RearProjectionDisplay CRT: CathodeRayTube…第18页,共54页，2024年2月25日，星期天1、LCD保护涂层偏光片延迟片导电玻璃定向层彩色滤光膜液晶液晶隔离框密封剂粘结剂增亮膜光导膜反射膜第19页,共54页，2024年2月25日，星期天1.1四防膜（涂层）作用：增透、减反及提高其它性能（抗划伤、防静电等）－－用于光学器件、显示（PDP、LCD等）第20页,共54页，2024年2月25日，星期天第21页,共54页，2024年2月25日，星期天减反膜应用及效果镜头未经减反增透处理镜头经减反增透处理第22页,共54页，2024年2月25日，星期天1.2偏光片压敏胶隔离膜－－PET＋UV隔离涂层复合粘合剂－－专利反射膜－－PET＋UV发射涂层（不了解，但完全可实施）TAC膜是否可以用UV方式实现流延－－本人设想（问题是光性能和复合重新设计）第23页,共54页，2024年2月25日，星期天1.3液晶导电玻璃：制造工艺是先在硼硅玻璃基板上溅射栅极材料膜，经掩膜曝光、显影、干法蚀刻后形成栅极布线图案——UV刻蚀技术UV胶框：玻璃基版在配向后直接涂布胶框，滴入液晶，然后减压对位等工序，固化，加热液晶重排。液晶盒封口：－－UV粘合剂（封口胶）第24页,共54页，2024年2月25日，星期天1.4彩色滤光膜彩色滤光片着色部分的形成方法有染料法、颜料分散法、印刷法、电解沉积法、喷墨法。目前以颜料分散法为主。颜料分散法的第一步是将颗粒均匀的微细颜料（平均粒径小于0.1μm）(R、G、B三色)分散在透明感光树脂中。然后将它们依次用涂敷、曝光、显影工艺方法，依次形成R.G.B三色图案。在制造中使用光蚀刻技术，所用装置主要是涂敷、曝光、显影装置。印刷法－－可以使用UV油墨。喷墨法－－可以使用UV喷墨油墨。第25页,共54页，2024年2月25日，星期天1.5背光源背光模块由光源,

导光板,

反射板,

扩散板,

增光片.组合而成。背光模组的作用无非就是把冷阴极荧光灯组成的线光源的线光源通过漫反射使之形成亮度均匀并垂直射出的面光源。第26页,共54页，2024年2月25日，星期天1.5.2背光源－导光板导光板是呈锲形的平板，它负责把线光源雾化成均匀的面光源。导光板是背光模块的心脏,

既然要导光.

当然要选择光折射低.

穿透性高的材料.

玻璃是不错的,

可是太重又易碎.所以有

PMMA,

PC,

等等塑料材质来选择.

为了将测面光引导到正面,

于是各种光学设计纷纷出笼.

有人用射出的.

有用印刷的.

还有用滚压的...网点的设计有凸的.

凹的.

V型槽的....只要辉度亮又均匀.其中主要的方法将丙烯压制成表面光滑的楔形板块，然后用具高反射率且不吸光的材料，在导光板底面用网版印刷印上圆形或方形的扩散点，导光板主要功能在于导引光线方向，提高面板光辉度及控制亮度均匀。

因此，光固化技术可以协助这些工艺的实现。如喷绘、印刷、刻蚀等。第27页,共54页，2024年2月25日，星期天1.5.4背光源－反射板、扩散膜反射板用于将没有直接散射出去的杂乱光线再次引入导光板以提高光源的利用率；反射板(reflector)也有人叫它反射片,

顾名思义就是将侧投光反射到面板.

既然反射效率要好,

想当然耳就是白色最棒.它上面的扩散膜同样具备把光线形成漫反射并均匀扩散的能力。扩散层的表面处理就是一门学问,

从铭板工业压花处理的

PC材料到内加扩散剂的薄膜材料或涂布式的扩散材料或是结合增光膜功能的复合型扩散材料不一。如果是涂布的UV技术也是有一席之地。第28页,共54页，2024年2月25日，星期天1.5.5增亮膜用途：增加亮度基本原理：nm级小棱镜（垂直和水平相间隔）把光线聚拢，使其垂直进入液晶模块以提高辉度

制作方式：V

型槽（棱镜）电铸模仁压出来,然后涂布一层UV耐磨涂料；也可以切一些V槽涂上UV树脂硬化后转印下来。

第29页,共54页，2024年2月25日，星期天2、PDP

AC型PDP的结构前基板上设有放电用的透明电极，正对着该透明电极的稍下方将发生气体放电。为使透明电极线电阻下降，透明电极上要附有汇流电极。电极内侧覆有透明介电层。为保护电极还要覆以MgO保护层。该保护层除保护透明电极之外，还有发射电子、维持放电状态、限制放电过流等作用。在后基板上，设有写入用的选址电极，电极覆以白色介电层，再在其上设置条状障壁，该障壁的作用是分隔放电空间，并作为放电空间的墙壁。为了实现可见光发光及彩色化，在每个放电空间内侧，按一定规律涂上R，G，B三原色荧光体。第30页,共54页，2024年2月25日，星期天2、PDPDC型PDP的结构

DC型PDP与AC型结构的主要不同之处是，前者前基板的阴极、后基板的阳极都暴露于放电空间中。而且AC型PDP保护层所起的作用在DC型PDP中分别由几种部件及材料来承担，这几部分是为放电而发射电子用的阴极、维持放电用的辅助放电胞和限制多余放电电流用的电阻。第31页,共54页，2024年2月25日，星期天PDP专用光固化材料（彩色PDP专用光刻浆料）：1）制作电极的黑色光刻银浆和光刻导电银浆；2）制作障壁的耐喷砂光致抗蚀剂；3）制作RGB荧光粉点阵的含三基色荧光粉光刻浆料等。第32页,共54页，2024年2月25日，星期天2.1微电极透明前板电极：

ITO层/导电银墨涂覆光刻胶或干膜，掩膜曝光，显影，Fe(NO3)3刻蚀，剥离余胶，得透明前板微电极。被板微电极：抗蚀性导电银墨。ITO玻璃上制作汇流电极：ITO玻璃表面涂覆光刻胶（碱溶性）加覆条形图案的掩膜，曝光喷淋Na2CO3溶液显影用50%盐酸刻蚀裸露ITO层抗蚀剂保护条两端清除，露出部分ITO在刻蚀部位及裸露ITO部位电镀金属强碱洗脱固化胶层第33页,共54页，2024年2月25日，星期天2.2壁障障壁的作用无论对AC型还是对DC型PDP来说，都需要在后基板上形成障壁（隔断），其作用是确保微小的放电空间，防止3色荧光体的混合。在AC型PDP中，要做成宽50μm以下、高150μm左右的条状；在DC型PDP中，要做成宽60～80μm，高150～200μm左右的方形胞状。AC型PDP的条状障壁节距，对于42英寸VGA来说，大约为220μm；对于25英寸XGA来说，大约为150μm。应该说，上述障壁的形成是PDP制造中最关键、也是最困难的工艺。第34页,共54页，2024年2月25日，星期天2.2壁障障壁的作用无论对AC型还是对DC型PDP来说，都需要在后基板上形成障壁（隔断），其作用是确保微小的放电空间，防止3色荧光体的混合。在AC型PDP中，要做成宽50μm以下、高150μm左右的条状；在DC型PDP中，要做成宽60～80μm，高150～200μm左右的方形胞状。AC型PDP的条状障壁节距，对于42英寸VGA来说，大约为220μm；对于25英寸XGA来说，大约为150μm。应该说，上述障壁的形成是PDP制造中最关键、也是最困难的工艺。第35页,共54页，2024年2月25日，星期天障壁的制作第一代PDP的障壁结构是直条状结构，制作工艺采用丝网印刷法和喷砂法。为降低工艺成本，业界相继研发了制作障壁的填平法、模压法、光敏障壁浆料的光刻法。其中，第二代PDP中主要采用了蜂窝型障壁结构。

第36页,共54页，2024年2月25日，星期天第37页,共54页，2024年2月25日，星期天光固化制作壁障示意图第38页,共54页，2024年2月25日，星期天压模直接光固化玻璃浆料制作PDP壁障Photoresistforbarrierribs:RFW030玻璃粉(AsahiGlassCo)80份，环氧丙烯酸树脂8.034份，

TEGDMA4.326份，1,3-丁二醇7份，

POCAII(phosphatepolyoxyalkylpolyol,分散剂,3M)0.12份，

A174（硅烷偶联剂）0.16份，

Irgacure8190.16份，

BYKA555（消泡剂）0.20份混匀磨细，得玻璃浆料。涂布于玻璃基板上，压印透明模板(PC或光固化材料，凸模)，以30W蓝色光源（400～500nm）辐照30sec固化，揭膜，烧结。第39页,共54页，2024年2月25日，星期天2.3RGB荧光粉点阵制作将红、绿、蓝荧光颜料分散到UV固化体系，通过丝网印刷（喷绘等亦可）印刷成荧光粉点阵结构（亦可按彩色滤光膜的各种方式制作）。第40页,共54页，2024年2月25日，星期天3、FED场发射显示器(FieldEmissionDisplay，FED）是一种新型自发光平板显示器件，其技术原理极类似传统的阴极射线管(Cathode-RayTube，CRT)，因此又被称为“薄的CRT”。UV固化技术可以用于制作电子发射微尖。第41页,共54页，2024年2月25日，星期天4、LED1）发光芯片上直接滴胶－简单光固化胶+荧光粉，环氧丙烯酸树脂为主。第42页,共54页，2024年2月25日，星期天2）光固化间隔胶背景：荧光粉胶膜直接接触发光芯片，芯片工作发热，导致荧光粉升温，发光效率下降。对策：将荧光粉胶膜与发光芯片用透光材料隔离。方法：光固化透明间隔胶。第43页,共54页，2024年2月25日，星期天5、OLED

OLED有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode)，某些有机分子或大分子具有与半导体类似性质，低电压刺激发光，并可快速开关。号称终极显示器（手机、相机、电脑、电视等等）；亮度高、视角宽、自发光、超薄（～1.6mm）、可绕曲、高亮环境可视、驱动电压低（几伏～十多伏）；成本高、寿命短。SonyOLEDTV,SamplePaper-likedisplay第44页,共54页，2024年2月25日，星期天不同类型OLED

不同密封部位第45页,共54页，2024年2月25日，星期天三、其它应用1、薄膜锂电池－固态聚合物电介质膜可用光固化原位制作完成。快速、有效交联液体锂离子电池的安全性机遇和事故常常相伴。第46页,共54页，2024年2月25日，星期天2.光固化与PDLCPDLC(polymerdispersedliquidcrystal)聚合物分散液晶PDLC薄膜是一种具有光电响应的功能膜材料，液晶以微小液滴形式弥散地分布到固体聚合物基材中，可以通过外加电压使分散膜实现透光－失透状态变换。也可利用分散的液晶微滴作为微透镜，进行投影成像等操作。在光电显示器件、光开关、非线性光学材料、选择透过性膜、热敏或压敏器件等方面显示出较强应用前景，成为液晶材料领域中比较活跃的研究前沿。Switchingwindow第47页,共54页，2024年2月25日，星期天3、UV固化抗静电涂料抗静电剂：季铵盐型，本身有一定电导，涂层吸潮，消除静电积累；3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵（MAPTAC）

甲基丙烯酰氧乙基三甲基铵硫酸单甲酯盐（AgeflexFMIQ80DMS）

丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（AgeflexFA1Q80MC）

甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（AgeflexFMIQ75MC）

丙烯酰氧乙基三甲基铵硫酸单甲酯盐（AgeflexFA1Q80DMS）

丙烯酰氧乙基二乙基甲基铵硫酸单甲酯盐（AgeflexFA2Q80DMS）

二甲基二烯丙基氯化铵（AgeflexDMDAC）…

金属或金属氧化物填充(氧化锡、氧化锌、四针状氧化锌等)；碱金属盐以Li、Na的复杂阴离子盐为主，如LiCF3SO3、LiBF4、NaBF4等。导电聚合物等第48页,共54页，2024年2月25日，星期天4、CMOS制作类似于晶园加工制作IC，采用精密光刻工艺：比较成熟的晶园光刻工艺第49页,共54页，2024年2月25日，星期天5、CCD什么是CCD?

CCD，是英文ChargeCoupledDevice即电荷耦合器件的缩写，它是一种特殊半导体器件，上面有很多一样的感光元件，每个