PCB油墨讲义

旗利得电子有限公司油墨主讲制造技术部CMK目录一、名词简介二、发展历程三、类别简介四、成份简介五、管控重点六、常见问题一、名词简介将各种高分子化合物按特定的比例配制，多重搅拌后经精细过滤后，形成油墨主剂。根据油墨的特性配制相应的硬化剂,硬化剂由5—10%的有机溶剂与硬化剂组成。不同油墨公司的配方不同,有机溶剂使用的种类、添加量均不相同。主剂硬化剂二、发展历程1、热固型从1936年英国的PaulEisler博士（后人称其为:〝印制电路之父〞）最早提出印刷电路的概念开始,热固化型油墨就用于表面线路、防焊、文字的制作。A、优点︰只需烤箱、网版就可以制作，不需要太多的设备投资。工序单一，作业效率较高；B、缺点︰产品质量差，外观非常的粗糙，无法制作高附加值的高端产品。2、感光型随着PCB产品的飞速发展，产品的外观越来越重要。以前的热固型油墨丑陋的外观无法满足客户的需求，于是又开发感光型油墨用于制作线路、防焊、文字。A、优点︰靓丽的产品外观可满足各种客户的需求，稳定的性能符合各种品质要求。更利于成本、品质的管制；B、缺点︰需要众多更精密的设备﹙如恒温的烤箱、紫外线曝光机、显影机﹚，生产流程更长，产品生产周期更长。3、感光型与热固化型兼用但到目前为止，感光型文字油墨尚未完全成熟，无法抵抗模冲成型时高强度的冲击力，会形成文字脱落、残缺等问题。故现在许多PCB公司采用的方法为︰A、内层无孔线路制作、防焊制作均使用感光型油墨，可以节省成本、提高产品外观，提升产品的品质与靓丽外观；B、文字印刷使用热固型油墨，可以节省成本，保证产品品质。4、感光型油墨未来的发展驱势根据PCB产品的发展驱势，将来的线路向高密集型发展。电子元件焊点间距越来越窄，感光油墨的架桥能力（隔焊宽度现在最小可做到25um）、塞孔能力（塞孔能力现在最大可做到0.65mm）要求越来越高，而PCB的单价越来越低。故制程的因循改善，不断的提升制程能力是每家PCB公司努力奋斗的方向。隔焊（绿油桥）塞孔（盖孔）类别国家制造商溶剂性油墨瑞士汽巴－嘉基水溶性油墨日本太阳（欧洲国家绝大多数都使用溶剂性油墨，美国有一半的公司是使用此种类型的油墨，而亚洲绝大多数是使用水溶性油墨）三、类别简介固化方法分类图形转移方法分类油墨用途分类热固化型导电油墨UV紫外光固化+热固化型感光显影法文字油墨油墨种类防焊油墨UV紫外光固化型丝网印刷法防蚀刻油墨热固化型可剥胶油墨导电油墨紫外线固化型热固化型（含银胶、铜膏、碳墨）耐蚀刻油墨感光显影型热固化型紫外线固化型耐镀（化）金油墨感光显影型热固化型可剥胶油墨紫外线固化型热固化型丝网印刷法喷墨涂布法帘幕涂布法滚轮涂布法防焊油墨感光显影型丝网印刷法(BGA基板用，含有UV固化型)喷墨涂布法帘幕涂布法热固化型紫外线固化型紫外線+热固化型文字油墨感光显影型热固化型紫外线固化型印刷方法说明丝网印刷法︰在这里是特指将我们公司现行的挡点菲林与曝光菲林由受付业务部将资料处理成为一张菲林而制作出来的网版,以这个网版印刷传统油墨后再热固化就印刷文字的作业方法；感光显影法︰前处理后印刷防焊油墨,将油墨表面烤干后对位曝光、显影。后烘烤后再印刷文字油墨烘烤的作业方法。即我们公司现在的作业方法。防焊油墨主体(展色剂)填充剂著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粘度调整剂(有机溶剂)其他增粘剂，有机溶剂，稀释剂重合感光起始剂，硬化加促剂反应性稀释剂，有机溶剂四、成份简介:油墨之制造流程：原料计量/调配混合研磨粘度调整检查/测试过滤包裝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主要成份：BariumSulfate:BaSO4硫酸钡Silica:SiO2无水硅酸Talc:3MgO．4SiO2．H2O滑石粉文字油墨：熱硬化型及紫外線硬化型文字油墨皆可使用；在防銲油墨固化前或之後，亦可印刷文字油墨。熱硬化型文字油墨紫外線硬化型文字油墨防銲油墨固化前印刷文字油墨l印刷時，容易擦傷防銲油墨l白色文字油墨容易變黃l印刷時，容易擦傷防銲油墨l白色文字油墨容易變黃l防銲油墨與銅面結合力下降防銲油墨固化後印刷文字油墨l防銲油墨過度固化，做成耐酸及耐鍍金性下降l文字油墨與防銲油墨結合力下降1、树脂作为油墨的主体成份，永久性的附着在基板上。具有一定程度的硬度，为油墨的骨架，是油墨众多高分子化合物中最重要的关键元素；它在光致聚合过程中不参与化学反应。要求高分子树脂具有较好的成膜性，与各高分子化合物中的各组份有较好的互溶性；与加工金属(铜、铁、铝)表面有较好的附着力；它呈现弱酸性，未曝光的部份在显影时与弱碱溶液Na2CO3、NaOH发生中和反应，被去除掉。2、填充剂使用填充剂是为了增进油墨中高分子树脂在物性上、功能上的适应能力，使树脂与金属表面、基材面有更强的附着力，增强油墨与金属表面的密着性。减少或降低因油墨因附着力不佳而产生SR脱落、SR附着不良等问题，从而提升产品品质。填充剂的使用量需严格控制，附着力过强就会导致显影时间过长、解像能力差、显影不净之系列问题发生。3、着色剂防焊油墨为PCB的外套，使用不同色泽的着色剂可增加产品的外观，提升产品的附加值。黄色黑色红色蓝色咖啡色金黄色浅绿色深绿色4、溶剂有机溶剂在油墨中起着调节油墨粘度的作用，同时也能有效的调整油墨中各组份的结合效果。油墨中有机溶剂的含量在10—15%之间，硬化剂中也含有相当比例的有机溶剂。不同公司的配方不同，有机溶剂的含量也不完全相同。在预烘烤时有机溶剂会挥发掉1—5%，在后烘烤的1３0℃左右开始挥发所需时间在１０min以上。塞孔板在不同的升温曲线下，孔内油墨有机溶剂的挥发也不完全相同。但油墨中的有机溶剂添加量必须严格管控，过多烘烤时间延长、附着力差，过少油墨粘度太高印刷操作困难。硬化剂：干膜中称为光起始剂，作用在吸收紫外光，自行分解成自由基，再进一步引发反应性寡聚物或单体，使产生自由基连锁架桥反应。消泡剂（D-foamer）：油墨在制造过程中或印刷线路板时，消除油墨产生的气泡，避免线路板上有气泡或针孔。分散剂：在油墨内促进树脂和填充剂的均匀混合。流动改良剂：改变油墨的微细流动性质，决定油墨的粘度状况；例如防沉剂是降低油墨内填充料的沉降，增粘剂是提升油墨的静止粘度，以提升解像力的功能。密着促进剂：促进有机相（油墨）与无机相（基板金属面）之间的附着力，以增强其对电镀液渗透的抵抗力。热安定剂：维持油墨在制造时需进行热烘干的安定性，以防止反应性寡聚物或单体之因受热而聚合，而且可以延长其储龄或保存期限。5、辅助溶剂1、油墨的储存油墨在开罐前的储存过程中可能由于溶剂的挥发而粘度变大，也可能由于存放环境温度偏高而导致油墨中溶剂的挥发，这些都严重影响油墨的正常使用。因此在良好的环境里储存油墨是十分重要的。储存条件为：黄光区，温度低于21℃(5—21℃为最佳，我司管控標准爲21±2℃)，相对湿度50％左右（我司管控標准爲45-60%以下)。储存期从生产标示日期算起必须在六个月内用完。超过储存期按技术要求试验确认后判定合格的，须严格依照试验条件使用。在储存和运输过程中应避免受潮、受热、受机械损伤和受日光直接照射。五、管控重点A、我们使用的油墨是液态油墨，故油墨在放置时，严禁倒放。无论是没开罐的或已开罐的倒放油墨都会流出；B、开罐后油墨中的有机溶剂在室温条件下也会挥发，油墨主剂与硬化剂混合后的保存期限通常为24小时，最长不能超过36小时；2、油墨的放置A、油墨为印刷课主要消耗物料，也是线路板行业中单价较高（仅次于干膜）的物料，我司防焊油墨（绿漆）的单价为140--200RMB/Kg，业界使用的文字油墨最便宜也在600RMB/Kg以上，国内产的长兴文字油墨高达1200RMB/Kg。B、每公斤防焊油墨的印刷面积在5—7平方米之间，每罐油墨的完全使用是最重要的。而现场在实际操作中有将防焊油墨用2/3丢1/3的现象，实为物料的重大浪费。3、油墨的消耗1、油墨垂流原因解决办法1)油墨粘度太低延长油墨搅拌后的静置时间,确保油墨搅拌后静置15—30分钟后再印刷2)铜层太厚采用水平放置的方式静置3)刮胶太软采用肖氏硬度７５°的刮胶4)油墨层太厚印刷后测量湿膜厚度，需控制在３５±5um以内5)网目太大采用90目或110目制作网版印刷6)室内温度过高无尘室内的温、湿度需严格管控，温度过高会导致油墨粘度降低的问题产生7)油墨质量问题对比其它种类的油墨，确认是油墨质量问题需请供应商协同处理六、常见问题分析2、油墨粘度过大原因解决办法1)油墨过期确认油墨的生产日期，油墨自生产之日起其有效期为6个月；2)油墨搅拌时间不够油墨在专用搅拌机上须搅拌10—15min，并且需切实搅拌均匀；3)无尘室内温度太低油墨在低温下粘度会变大，合理的管控无尘室内的温、湿度是比较重要的；4)稀释剂添加量过少在必要的前提下，可少量的添加相应油墨专用的稀释剂；3、网版内油墨中有异物原因解决办法1)刮胶在研磨后未擦洗干净装刮刀前须用无尘布将研磨后残留的刮胶屑擦洗干净，避免印刷时带入网版内形成异物；2)制作网版用的感光浆被刮起网版制作好检查OK后再以同样的能量再曝光一次，确保感光浆完全固化；3)无尘室内空气中异物含量太高定期清洁、清扫，做好5STHEENDThanks