防焊油墨技术交流会

水洗
清洗殘留在銅面上的化學 葯品和氧化物
壓力20psi
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前處理-研磨
目的 1.火山灰磨板 粗化銅面 參數 15%,火山灰粒的粗幼可主要分 為“4F”和“6F”。6F比較小， 適合用於密集線路 ─ 3-4mil線 闊、4-6mil線間 不良影響 軟磨刷的壓力太大: 1)會容易做成磨轆痕跡。 2)有機會造成砂粒藏於小 孔內或線路之間 。 解決方法：在高壓水洗後 再加上酸洗和水洗或超聲 波，就可減少這情況發生， 同時能加強油墨和銅面於 ENIG後的附著力 1)磨走表面的銅成了銅粉， 銅粉會黏在板面上和線路 間，使銅面容易氧化 2)作高密度線路板時，不 宜使用粗目的刷輪﹝如 300-400目﹞，因為線路 會被破壞而導致線間微短 路
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曝光-注意事項
注意事項
1)曝光抽真的程度，並非越大越好的，不 一定要求95%以上。待抽氣完成後，真空 要求60-65mmHg。
原因
1)抽真空時間太長，會容易產生壓痕 2)抽真空不足，會出現走光、白化和會令 綠油失去光澤。
2)曝光框架內應有導氣條，待抽真空穩定 後才推架進行曝光
避免會出現走光及白化問題。
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曝光-化學反應式
Photoinitiator II I + CH2=CHCOOR 2I I CH2CHCOOR

I CH2CHCOOR + CH2=CHCOOR
I CH2CHCOOR


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顯影
目的 顯影噴洗 錐形 顯影噴洗 扇形 沖洗板面沒有曝光的油墨 參數 1.5-3.5kg/cm2 不良影響 壓力不足：板面顯影不淨 壓力過度：白化及側蝕大 壓力不足：板面及孔內油墨 顯影不淨 壓力過度：白化及側蝕大
2顯影機內的滾輪不應 黏有綠油﹝通常是由 於綠油在絲印過程後 並沒有加以預烘便被 拿去顯影機返洗，導 致未乾的綠油很容易 黏在滾輪上﹞
會引致綠油上pad或掉 預烘後才去顯影機返洗 油問題﹝從外觀上看， 綠油點並不屬於線路或 圖形的一部份，而且有 不規則的輪廓，做Tapetest後會出現掉油現象。 ﹞。
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後固化
目的
後烤低溫段 讓孔內油墨之溶劑在低溫 的環境下慢慢揮發，而油 墨亦可在較穩定的環境下 收縮和開紿固化 使綠油在150° C烘箱60-90 分鐘中完全交聯和硬化
參數
80° C/60分鐘
不良影響
容易出現“空泡”、“裂 痕”等不良現象
後烤高溫段
150° C/60-90 分鐘
1)後烤不足：所有油墨特性 都不能達到 2)後烤過度：銅面氧化呈紫 色。氧化後銅面很容易受 酸性藥水所侵蝕而出現油 墨剝離。
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UV固化
目的 參數 不良影響
UV固化
提高綠油膜的硬度，可使後工 序板子刮傷的機會減少，同時 可減少高密度線路間，綠油起 泡的可能性
UV固化需 於後固化完 成後百度文库行
如先通過UV後進行烤板， 由於UV光固化之交聯反應 會影響熱固化之交聯反應 而產生不良結構。
曝光顯影 後
先固 化
先過UV
1.0wt% Na2CO3 30oC，60~90秒
後固化(立式烤箱，隧道式烤箱) 150oC，60~90分鐘
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前處理
目的
酸洗 去除銅面油脂，氧化物
參數
5%H2SO4
不良影響
1)過度：殘留在銅面/孔，降低油墨 與銅面/孔邊附著力 2)不足：不能去除銅面油脂及氧化物， 降低油墨與銅面附著力 不足：化學葯品和氧化物仍然殘留在 銅面/孔內， 降低油墨與銅面/ 孔邊附著力
刮刀磨損 刮刀刀刃 絲網目數 乳槳厚度
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快
多 鈍 低 厚
慢
少 鋒利 高 薄
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空白網與擋點網的比較
空網印刷 優點 1)制網簡便，花費時間少 2)產量高 3)同一網可用於不同型號的板 4)可用於垂直雙面絲印機 1)油墨易進孔，尤其是小孔，較 難顯影沖淨 2)由於無網漿，油墨厚度會較低 擋點絲網印刷 1)小孔不易積油墨 2)操作精度較高
缺點
1)制網複雜，成本高 2)印刷時需對位，費時 3)不同型號板需要不同網版，且需要原 件面和焊接面各一張 4)擋點邊緣的油墨薄膜易在預烘時固化 而殘留於焊盤上，容易出現顯影不淨
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油墨厚度-影響
油墨太薄﹝10m以下﹞
影響
油墨太厚﹝25m以上﹞
1)耐熱性、耐鍍金、沉金性下降， 溶劑難以在預烘工序時 油墨容易剝落 揮發，曝光時容易黏菲 林 2)感光度下降 (在相同的曝光能量下，薄油墨所 做出來的21格曝光尺結果會較厚油 墨小1-2格) 3)基材上易發生長胖 (Halation)及 背光漬 (Back side eposure)
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預烘
目的 把油墨內所含有 的溶劑揮發掉， 形成乾膜，以便 進行曝光。 參數 1)預烘房的濕度應控 制於50-60%RH 不良影響 1)預烘不足時，油墨表面乾燥不足，油墨內存 有大量溶劑，曝光時出現黏菲林的問題，油墨 表面亦會出現菲林壓痕； 2)單面印刷，雙面曝 2)預烘不足時，顯影時油墨容易被顯影藥水侵 蝕，導致側蝕擴大和綠油失去光澤，或會出現 光：﹝第一面 ﹞80° C/15-20分鐘 +﹝ 白化問題。 3)預烘過度時，容易出現顯影不淨問題。 第二面﹞80° C/25-30 分鐘。 4)若預烘的烘箱抽風量不足、放板過密而導致 箱內溫度不均勻，預烘時大量的溶劑會聚集在 3)釘床雙面印刷雙面 烤箱內揮發不出去，反而有部份積聚到孔內或 板面上，顯影時很難沖乾淨 曝光 或 單面曝光： 80oC/30-40分鐘
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混合主劑硬化劑
一次加入大量的PM溶 劑, 噴塗油墨的相容性 會下降, 混合不良會做 成油墨表面不平衡或油 墨化開的問題, 油墨性 能亦會改變
混合後油墨需充分攪拌
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噴塗油墨混合的方法
次序 5)測量油墨黏度 6) 加入少量PM溶劑, 微調黏度至範圍內, 並攪拌至完全混和 注意事項 環境要穩定, 因為黏度會受溫度影響 油墨充分攪拌
3)用震油機震動油墨10分鐘 (機械攪油機 ~15min)。
油墨攪拌期間，油墨的溫度會上升，黏度會隨之而下降。
4)停放30分鐘以上致使油墨回復正常溫度和黏度。
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油墨厚度-控制
刮刀的設定條件與油墨厚度的關系：
油墨厚 刮刀硬度 刮刀攻角 刮刀壓力 低 小 小
油墨薄 高 大 大
刮刀速度
正常比例 主劑/硬化劑 乾燥性能 顯影性能 結合力, 耐熱性能 減少/增加 下降 下降 增加 12kg/3kg 增加 /減少 增加 增加 下降
標準
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絲網印刷-開油
1)使用調油刀將所有固化劑(白色)倒進主劑(綠色)內 2)使用調油刀手攪油墨直至看不到白色固化劑為止。 注意：罐邊和罐底的油墨有否被攪勻。因為部份固化劑可以未能與主劑 完全混合而引致油墨硬化過度或不足。
注意事項
1)把容器的邊緣和底部的硬化 劑刮出及攪拌 2)避免硬化劑和PM溶劑直接混 合, 否則會有填充劑結晶大量 沈澱, 做成板面異物粘附問題 . 未完全混和的油墨與溶劑混合, 油墨的覆蓋性能會降低
2) 把硬化劑倒入主劑內, 並 攪拌至完全混和 3) 先加1公升 (15公斤裝油 墨) 的PM溶劑, 並攪拌至 完全混和 4) 加入其餘的PM溶劑, 並 攪拌至完全混和
技术交流主要內容
1.油墨主要成分及其作用 2.探討防焊油墨各個製程
3.防焊油墨常見問題發生的成因
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防焊油墨主要成份：
主體 填充劑 防焊油墨 著色劑
樹脂 稀釋劑 無機填充劑 有機填充劑 顏料
功能
光澤
耐熱性及硬度
染色物 硬化劑
重合感光起始劑，硬化加促劑 增黏劑，有機溶劑， 稀釋劑
添加劑
黏度調整劑 (有機溶劑)
其他
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防焊油墨之製造流程：
原料計量/調配
混合
研磨 黏度調整
檢查/測試
過濾 包裝
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感光防焊油墨標準工藝流程：
前處理
油 墨塗佈 預 烤 曝 光 顯 影 後固化
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酸處理，機械研磨 (針轆，不織布刷輪，噴砂/火 山灰磨板，超粗化) 絲網印刷法，簾幕塗佈法，噴塗法， 預烤 (立式烤箱，隧道式烤箱) 80oC，20~30分鐘 圖形轉移 (紫外線照射) 100~700mJ/cm2
3)具備耐塞孔空泡的防焊油墨會容 易產生菲林印
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曝光
目的 油墨接受紫外光照射後， 油墨內的光引發劑分解為 自由基，從而引發樹脂形 成自由基連鎖聚合，瞬間 使聚合物分子增大。這個 時候，經過曝光的綠油膜 不溶於弱鹼 ﹝1%Na2CO3﹞，但可溶 於強鹼中﹝5-10%NaOH﹞， 從而達到既可顯影又可返 工。 參數 1)曝光機應為5000W或 7000W為宜。機內應有冷 卻系統。曝光框架長期工 作，其溫度應保持在1317° C 2)曝光機落在油墨上的能量 波長範圍320nm-420nm， 當中引發光聚合反應最有 效的波長350nm-360nm 3)用21格曝光尺﹝Stoufer / Hitachi / Kodak﹞作檢查， 一般要求達到9-12格 不良影響 1)曝光溫度太高，容易粘底 片。 2)曝光能量高，易產生光的 散射，焊盤上的綠油會發 生交聯反應。也會有背光 漬(鬼影)和長胖等問題； 3)曝光不足，綠油會受到侵 蝕而失去光澤或產生側蝕， 顯影後會出現白化問題， 嚴重時油墨起泡及剝落問 題，水份容易滲入油墨使 其電阻值下降。
沖洗孔內沒有曝光的油墨
1.5-3.5kg/cm2
藥水
沖洗板面及孔內沒有曝光 的油墨
溫度：30° C pH：11
溫度過低：顯影性下降，導 致顯影不淨 溫度過高：易侵蝕油墨，增 加側蝕
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顯影-化學反應式
Na2CO3 + HOOC—Resin—COOH NaHCO3 + Na+COO-─Resin─COO-Na+
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預烘-參數調整
預烘溫度每增加10度，預烘時間會可縮短一半。
90oC mins/ temp 10 15 21 30 42 60 80 77.0% 76.9% 76.3 % (重量比) 85 oC 80oC 75 oC 70oC
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預烘-注意事項
注意事項 原因 1)預烘後必須把板由烘箱取出，而 油墨剛烘出來，表面軟。此時曝光， 且必須冷卻至室溫後才可進行曝光。會很容易造成菲林印。 2)預烘後的板不可以黏水 因為油墨仍未完全固化和溶劑仍未 完全揮發，水份會作為催化劑以加 快油墨的交聯化學反應，最後會導 致顯影不清現象。 塞孔油墨特性較軟
後過UV
後做固 化
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問題對策
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顯影不淨
問題現象 A. 只發生在 预烘烤過度 線路 原因 解決對策 由於烘烤爐種類的不同，熱效率及基板 厚薄/種類的不同，油墨的預烘烤時間 極限亦隨之改變。需要試驗前烘烤之時 間極限，並在該範圍內設定前烘烤條件。 (請注意：單面印刷、兩面同時曝光， 容易造成第一面的烘烤過度) 試驗停放時間的可能極限，並在該範圍 內生產。(放置場所的室溫及濕度，對 油墨的停放界限影響很大，溫度及濕度 最好能控制在20-22C/50-60%RH為宜)
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曝光-注意事項
注意事項
3.底片的使用次數應在200-300次左右 4.底片葯膜面需要加貼保護膜 5.整個曝光房都應在黃光燈下操作，恒溫 恒濕和防塵。曝光後的板應停留約15分鐘 後顯影
原因
底片會因長時間曝光而變形和使透光率下 降。 防止底片擦花和避免曝光後板上產生底片 印。 使綠油充分交聯，加強油墨之光澤度。
Resin without crosslinkage
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顯影-注意事項
注意事項 使用EPDM膠滾輪， 較容易做成滾輪印問 題 原因 在顯影缸內使用的除泡 劑含有之礦物油，能使 EPDM慢慢溶解而造成 滾輪印 解決方法 1)改用硬膠滾輪 2)加強曝光能量，使油墨的硬度提 高，以減少被擦傷的機會 3)加強預烘亦有助減輕滾輪印問題
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2.針碌/不織 布刷輪
粗化銅面
1.前處理通常有二至三對不同 目數的擦輪，目數越大代表針 眼越幼細。第一對的目數為 ~500；第二對為 ~800；第三對 約為 ~1000 2.磨痕寬度在10-20mm(最佳為 15mm)之間。
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喷涂油墨的混合方法
次序
1)用調油刀把硬化劑攪拌
目的
使硬化劑沈澱物分散
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油墨攪拌不足出現的問題
油墨攪拌不足:
1)油墨塗佈性能不良 常見問題：油墨化開, 表面油墨不均勻或不平整, 針孔或異物
附著)
2)油墨特性會下降
主劑及硬化劑混合後, 主劑容器的邊緣和底部的未攪拌的主劑,
會成塊狀或團狀, 做成混合比率的差異。常見問題見下表:
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油墨混合比例不正常出現的問題