PCB油墨技术指导

1PCB油墨技术指导•2020/2/24（供内部培训、参考）目录分类页码一、油墨制造与成分--------------------3of61.我司产品分类------------------------3of32.油墨成分组成------------------------4of43.油墨制造流程------------------------5of5二、油墨使用与研讨--------------------7of301.感光阻焊工艺流程------------------8of82.前处理（酸洗、磨板）------------9of103.喷涂油墨混合方法------------------11of124.油墨搅拌注意事项------------------13of135.油墨混合比例错误对比------------14of146.开油至丝印注意事项---------------15of157.油墨厚度控制和厚薄影响---------16of188.预烤要求及注意事项----------------19of219.曝光原理及注意事项----------------22of2510.显影原理及注意事项----------------26of2811.后固化条件和注意事项-------------29of2912.化金条件和注意事项----------------30of30三、阻焊油墨问题与对策----------------31of501、阻焊油墨问题归类--------------------32of32•2020/2/2422、显影不净---------------------------------33of333、化金掉油---------------------------------34of344、油墨入孔---------------------------------35of355、显影掉桥---------------------------------36of366、板面菲林印------------------------------37of377、表面无光泽------------------------------38of388、喷锡掉油---------------------------------39of399、表面色差---------------------------------40of4010、孔口锡珠--------------------------------41of4111、显影过度-------------------------------42of4212、曝光不良-------------------------------43of4313、板面气泡、针孔----------------------44of4414、油墨龟裂--------------------------------45of4515、板面色差---------------------------------46of4616、孔口积油--------------------------------47of4717、后烤起皱--------------------------------48of4818、假性露铜--------------------------------49of4919、C类问题处理方法--------------------50of50•2020/2/243PartⅠ:油墨主要成分及其作用油墨制造与成分4•2020/2/24红太产品分类产品类别产品种类具体代表型号热烤型油墨(HT-100系列）热烤阻焊油HT-10G1LED-W10热烤文字油HT-10W1HT-10RHT-10BK热烤线路油HT-10感光线路油墨（HT-20系列）内层线路油HT-20R105(普通）HT-20R111\R211(环保）外层线路油HT-20LS1/LS1-1/RF40感光选化油HT-20302感光阻焊油墨（HT-50系列）喷涂阻焊油HT-50PT9E/PTS3/PT10MELED阻焊油HT-50WS83/WD09/WT32/WG91丝印涂布油HT-50DG3/KM/BKM09/DGE塞孔树脂油SK-2800G9A7•2020/2/245油墨主要成份文字油墨线路油墨阻焊油墨主剂填充剂色膏添加剂树脂稀释剂无机填充剂有机填充剂颜料染色物固化剂稀释剂其他重合感光起始剂，硬化加促剂功能光泽耐热性及硬度基本成分主要组成部分6油墨之制造流程配料搅拌研磨黏度调整过滤检查/测试包装•2020/2/24油墨生产流程•2020/2/247PartⅡ:油墨在各流程的研讨油墨使用与研讨8感光油墨标准工艺流程1、酸处理针刷机械研磨(阻焊油不织布刷轮、喷砂/火山灰磨板、金刚沙，超粗化)水洗烘干冷却丝网印刷法、涂布、喷涂法静置15-30min1、阻焊油墨预烤(立式烤箱，隧道式烤箱72-75℃，40~45分钟、IR炉95-115-125-125-125-115℃*3-5min)冷却至室温2、线路油墨预烤（立式炉75℃*20-30min，隧道炉普通快干型80-95-95-95-70℃*5-8min；节能型85-100-100-85℃*U5-8min）图形转移(紫外线照射)100~700mJ/cm2显影0.8-1.2wt%Na2CO3显影液温度28-32℃(线路油显影时间40-60秒，阻焊油显影时间60-100秒）后固化(立式烤箱，隧道式烤箱)150℃，60~90分钟前处理油墨印刷预烤曝光电镀后固化阻焊油•2020/2/24操作不良品退膜返工线路油显影退膜蚀刻镀铜电流密度16-20ASF镀锡电流密度12-15ASF退膜温度50-55℃NAOH浓度8-10%前处理-酸洗次序目的参数不良影响1.酸洗去除铜面油污，氧化物3-5%H2SO41)酸洗过度：化学药品残留在铜面、孔，会降低油墨与铜面、孔边附着力，以及会导致铜层深度氧化2)酸洗不足：不能去除铜面油污及氧化物，降低油墨与铜面附着力2.水洗清洗残留在铜面上的化学药品和氧化物压力20psi水洗不足：化学药品和氧化物仍然残留在铜面、孔内，降低油墨与铜面、孔边附着力，以及会导致铜层深度氧化9•2020/2/24前处理磨板-注意事项次序目的参数不良影响优点1.火山灰磨板或金刚砂铜面粗化1、15-20%,火山灰粒的粗、幼可主要分为“4F”和“6F”，6F比较小，适合用于密集线路─3-4mil线宽、4-6mil线距；2、金刚砂含量为15-20%为宜软磨刷的压力太大:1)会容易造成磨辘痕迹。2)有机会造成砂粒藏于小孔内或线路之间。解决方法：在高压水洗后再加上酸洗和水洗或超声波，就可减少该情况发生，同时能加强油墨和铜面于ENIG（化镍金）后的附着力；投入成本低使用简便低消耗低资本2.针刷/不织布刷轮铜面粗化1.前处理通常有二至三对不同目数的刷轮，目数越大代表针刷痕越幼细。第一对的目数约为500目；第二对约为800目；第三对约为1000目2.磨痕宽度在10-20mm(最佳为15mm)之间。铜面粗化后水洗不充分：1)铜面容易氧化铜粉会黏在板面上和线路间，会导致铜粉短路2)做高密度线路板时，不宜使用粗目的刷轮﹝如300-400目﹞，因为线路会被破坏而导致线间微短路极易维修几乎不需停机孔不会变形软硬板皆可使用低水量需求可用於基板磨刷10•2020/2/24喷涂油墨的混合方法次序目的注意事项1)用调油刀把固化剂搅拌使固化剂沉淀物分散1)把容器的边缘和底部的固化剂刮出及搅拌均匀；2)避免固化剂和PM溶剂直接混合,否则会有填充剂结晶大量沉淀,做成板面异物粘附问题.2)把固化剂倒入主剂內,并搅拌至完全混合混合主剂和固化剂建议PM溶剂加入前，主剂和固化剂完全混合，否则会存在油墨的覆盖性能会降低现象3)先按3-5%/kg的PM溶劑,并搅拌至完全混合使主剂和固化剂完全混合如果油墨未完全混合，而PM溶剂过量加入，喷涂油墨的兼容性会下降，混合不良会造成油墨表面不平衡或油墨化开的问题,油墨性能亦会改变，混合后油墨需充分搅拌4)加入其余的PM溶劑,并搅拌至完全混合11•2020/2/24次序注意事项5)测量油墨黏度环境要稳定,因为黏度会受温度影响6)加入少量PM溶剂,微调黏度至范围内,并搅拌至完全混和油墨充分搅拌后静止30min以上待使用12喷涂油墨混合的方法温度与粘度之间的关系•2020/2/24油墨搅拌注意事项13一.油墨环境的控制：1）当油墨温度恢复至室温后才能开罐使用,与规定量的硬化剂混合,充分搅拌并静置后再使用；2）须在温度22℃±3℃、湿度55±5%的无尘室内进行，另外若直接及间接在白色光线或日光下使用时,会引起油墨光聚合反应,故请在无UV灯光照射下作业二.油墨搅拌不足:1)油墨涂布性能不良常见问题：油墨化開,表面油墨不均匀或不平整,针孔或异物附着)，涂布拉丝；2)油墨特性会下降主剂及硬化剂混合後,主剂容器的边缘和底部的未搅拌的主劑,会成块状或团狀,做成混合比率的差异。常見问题见下表:•2020/2/24评价指标LED白油正常比例：8:2常规油正常比例：7:3主剂减少/固化剂增加主剂增加/固化剂减少干燥性能标准下降增加显影性能下降增加颜色稳定性变浅发黄附着力,耐热性能增加下降14油墨混合比例不正常出現的问题•2020/2/24注：我司线路油墨均为单液型。开油、丝网印刷-注意事项151)使用调油刀将所有固化剂倒进主剂内；2)使用调油刀手动搅拌油墨直至看不到白色固化剂为止；注意：罐边和罐底的油墨是否被搅拌均匀，因为部份固化剂可能与主剂未完全混合而引致油墨硬化过度或不足。3)用调油机搅拌油墨8-15分钟，油墨搅拌期間，油墨的温度会上升，黏度会随之而下降。4)静置30分钟以上致使油墨恢复正常温度和黏度。5)线路油经过运输、存放后有沉淀；开盖后需要刮刀将桶边和桶底油墨搅动到中间，再用搅拌机低速（300转/分钟）搅拌油墨8-15分钟。•2020/2/24油墨厚度-控制16刮刀的设定条件与油墨厚度的关系：评价指标油墨厚油墨薄刮刀硬度低高刮刀角度小大刮刀压力小大刮刀速度快慢刮刀磨损多少刮刀刀刃钝锋利丝网目数低高乳桨厚度厚薄•2020/2/24空白网与挡点网的比较项目空网印刷挡点丝网印刷优点1)制网简便，花费时间少2)产量高3)同一网可用于不同型号的板4)可用于垂直双面丝印机1)小孔不易积油墨2)操作精度较高缺点1)油墨易进孔，尤其是小孔，较难显影干净；2)由于无网浆，油墨厚度会较低1)制网复杂，成本高2)印刷时需对位，费时3)不同型号板需要不同网版，且需要原件面和焊接面各一张4)挡点边缘的油墨薄易在预烤时烤板过度而残留于焊盘上，容易出現显影不净17•2020/2/24油墨厚薄-影响项目油墨太薄﹝10m以下﹞油墨太厚﹝25m以上﹞影响1)耐热性、耐镀金、沉金性下降，油墨容易剥落2)感光度下降(在相同的曝光能量下，油墨薄所做出来的21格曝光尺结果会较厚油墨小1-2格)3)基材上易发生鬼影1）溶剂难以在预烤工序时挥发，曝光时容易黏菲林2）当曝光能量不足时，易在显影后出现侧蚀过大3）当曝光能量不足时，易出现油墨起皱的现象18•2020/2/24预烤-注意事项目的参数不良影响把油墨内所含有的溶剂挥发掉，形成干膜，以便进行曝光。1)预烤房的湿度应控制于55-65%RH2)单面印刷，双面曝光：﹝第一面﹞72-75℃/15-20分钟﹝第二面﹞72-75℃/25-30分钟。3)钉床双面印刷双面曝光或单面曝光：72-75℃/40-45分钟1)预烤不足时，油墨表面干燥不足，油墨内存有大量溶剂，曝光时出现黏菲林的问题，油墨表面亦会出现菲林压痕；2)预烤不足时，显影时油墨容易被显影药水侵蚀，导致侧蚀扩大，阻焊桥易脱落和绿油失去光泽，或会出现油墨发白的问题。3)预烤过度时，容易出现显影不净问题。4)若预烤的烤箱抽风量不足、放板过密而导致箱内温度不均匀，预烤时大量的溶剂会聚集在烤箱內挥发不出去，反而有部份积聚到孔内或板面上，显影时很难冲干净19•20