太阳油墨工艺技术

Nov, 2002
Z TAIYO INK INTERNATIONAL (HK) LTD.
油墨塗佈：
簾幕塗佈法： 簾幕型造器夾縫寬0.5mm，進板速度90m/min，油墨黏度 60~90秒 (以Din Cup No.4 測量)，濕膜油墨重量約 100~120g/m2。
噴墨塗佈法： 有壓縮空氣噴塗機及離心力靜電噴塗機兩種，因未有一定 規格，需以每部機器試驗生產參數。
預烤：
目的：
把油墨內所含有的部份有機溶劑揮發，形成乾燥膜，從而 進行曝光加工。
烤箱之種類： 隧道式熱風循環烤箱及立式熱風循環烤箱。
Nov, 2002
Z TAIYO INK INTERNATIONAL (HK) LTD. 【標準條件】 兩次單面印刷，並作兩面同時曝光 第一面: 80C / 15-20分鐘 (熱風循環烤箱) 第二面: 80C / 25-30分鐘 (熱風循環烤箱)
Nov, 2002
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靜置冷卻：
10-20 分鐘
目的： 預烤後由烘烤風箱取出，必須冷卻至室溫才可進行曝光，速 冷風冷卻或自然冷卻皆可。否則，於曝光加工時，容易出現 快菲林壓痕問題。 【注意事項】 小心冷風機或空調系統滴水，油墨沾水後亦會慢慢開始化學 交聯反應，做成難以顯影問題。
Nov, 2002
Z TAIYO INK INTERNATIONAL (HK) LTD. 【標準條件】 一般採用7仟瓦特曝光機，配合超高壓水銀燈或鹵素燈。 油墨感光波長： 365nm 可使用曝光量範圍： 150-500mJ/cm2 (可使用ORC UV351 曝光表測量) Stouffer 21格曝光尺： 9-12格
一般機械性研磨採用針轆/尼龍擦輪 Nylon Brush，不織布 刷輪Buff，鋁粉噴砂Jet Scrubbing /火山灰磨板Pumice Scrubbing等。另一方面，前處理方法也有化學研磨 Chemical Treatment之方法。
Nov, 2002
Z TAIYO INK INTERNATIONAL (HK) LTD. 【注意事項】 前處理加工於研磨後，若水洗不足時板面上殘留物化學葯 物時，油墨與銅板間之密著性便會降低；同時，油墨之耐 熱性、耐酸鹼性及耐鍍金性等也會因而降低。
Nov, 2002
Z TAIYO INK INTERNATIONAL (HK) LTD. 【注意事項】
油墨厚度： 標準油墨厚度：10 – 25 微米 (線路面油墨，固化後測量) 適當油墨厚度：15 – 25 微米 (線路面油墨，固化後測量)
油墨厚度太薄 (10微米以下)： 耐熱性、耐酸鹼性、耐鍍金性及鉛筆硬度等降低，油 墨容易出現剝落。 基材上容易發生長胖 (Halation) 及背光漬 (Back Side Exposure) 問題。

RM‧+ M RMn+1‧ RMm‧+ RMn‧
4. 停止反應：
RMm‧+ RMn‧
Nov, 2002
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I = 感光起始劑
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Solder Mask 防焊油墨之用途：
防焊油墨使用於印刷線路板上，目的是永久性保護印刷線 路板上之線路，防止線路氧化、因不小心擦花導致開路或 短路問題。
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PCB 印刷線路板使用油墨分類：
油墨用途分類 防蝕刻油墨 防焊油墨 文字油墨 感光現像法
Barium Sulfate Silica Talc
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: BaSO4 : SiO2 : 3MgO．4SiO2．H2O
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感光防焊油墨標準工藝流程：
前處理
油墨印刷 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) 絲網印刷法，簾幕塗佈法，噴塗法， 滾輪塗佈法 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
Nov, 2002
Nov, 2002
工藝參數範例
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
車間溫濕度：19oC / 74%RH 噴咀轉速：~36000r/min (控制均勻度) 噴塗量：270cc/min (控制油墨厚度) 溶劑：PM(CH3OCH2CHOCH3) 油墨Vs溶劑：15kg油墨 + 4.5-5kgPM 油墨黏度：75-90sec (漏斗型NK-2) 預焗：45C/60C/81Cx5/45C (80C/40min) 注意：網影與噴塗油墨中所用的消泡劑和抗 垂流劑不同，故不能交叉使用。 9. 油墨型號：PSR-4000 SP08, SP08T3, SP13M
絕緣介質油墨
Nov, 2002
圖形轉移方 法分類 絲網印刷法
固化方法分類 熱固化型
UV紫外光固 化型
UV紫外光固 化型
UV紫外光固 化 + 熱固化型
油墨原料
其他
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油墨用途分類 (1)：
防焊油墨 感光現像型 熱固化型 紫外線固化型 紫外線 + 熱固化型 文字油墨 感光現像型 熱固化型 紫外線固化型 絲網印刷法 (BGA基
1.0wt% Na2CO3 30oC，60~90秒
(立式烤箱，隧道式烤箱) 150oC，60~90分鐘
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前處理：(酸處理，研磨)
目的：
通常是以酸處理將基板/銅板表面之氧化物及油污去除掉， 及再加刷磨把板面加以粗化成凹凸狀，增加油墨與基板之 密著性。 研磨方法：
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防焊油墨主要成份：
主體(展色劑) 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
反應性稀釋刻， 有機溶劑
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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填充劑使用之目的及種類：
目的：
主要是油墨上強化劑之使用，增加油墨之特性如耐熱性及 鉛筆硬度之測試。 種類： BaSO4, SiO2, Talc 主要成份：
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油墨塗佈：
塗佈方法方面，一般業界以絲網印刷及簾幕塗佈為主，亦 有以噴墨塗佈方法塗佈。目前噴塗方法塗佈開始普遍。
絲網印刷法： 以36~51T (即90~125 mesh) 的網紗，並以20~25角度斜 拉網，網漿厚度約25微米 (約需覆蓋3~5次)，刮刀角度 10~15，刮刀壓力6kg/cm2，刮刀行速10cm/sec。一般採 用10mm厚刮刀，刮刀硬度為65~75度
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曝光：
目的： 曝光加工主要利用UV紫外線照射把圖形轉移至油墨上。油 墨內之感光起始劑受到UV紫外線照射後，幫助油墨內光敏 聚合反應開始，形成高分子聚合物。
(基於不同油墨之種類及印刷之厚度，曝光量之調校必須參 考油墨技術資料)
雙面印刷雙面曝光 或 單面曝光
80C / 20-30分鐘 (熱風循環烤箱)
Nov, 2002
Z TAIYO INK INTERNATIONAL (HK) LTD. 【注意事項】 預烤不足時，將有下列情況發生： 油墨表面乾燥不足，曝光時會黏曝光曝光底片，或油墨 面出現曝光壓痕。 顯影時油墨容易被顯影藥液侵蝕，側蝕因而擴大，容易 出現SMT Pad間油墨脫落問題，嚴重時更會使油墨表面 白化現象。
板用，含有後UV固化型)
噴墨塗佈法 簾幕塗佈法
Nov, 2002
Z TAIYO INK類 (2)：
防蝕刻油墨
感光現像型 熱固化型 紫外線固化型
熱固化型 感光現像型 熱固化型
絲網印刷法 噴墨塗佈法 簾幕塗佈法
防鍍金油墨 絕緣介質油墨
Nov, 2002
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防焊油墨塗佈方法分類及其特長：
絲網印刷
生產性 塗佈效能 導通孔顯影性 △ ◎ △
簾幕塗佈
○ ○ ◎
噴墨塗佈 ◎
╳
◎ ╳ ◎
導通孔塞孔能力
線路間氣泡問題 細線路上油墨厚度
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○
△ △
╳
○ ╳
△
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太陽油墨工藝技術概要
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PCB 印刷線路板之用途：
目前不少電器用品中(包括電視機，錄影機，個人電腦，手 提電話等)，主要電子部份都採用PCB印刷線路板。
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Z TAIYO INK INTERNATIONAL (HK) LTD. 【注意事項】 油墨厚度太厚 (25微米以上)： 側蝕擴大。 溶劑難以在預烘工序時揮發，容易出現黏曝光底片題及 曝光後出現菲林壓痕 耐熱性、耐酸鹼性、耐鍍金性等降低 黏度稀釋： 如使用絲網印刷法，油墨加入溶劑稀釋後，線路邊角位 油墨厚度將會偏薄，盡可能避免。 簾幕塗佈法及噴墨塗佈法，則因為操作方法，必須把油 墨稀釋，請根據每種油墨的技術資料冊，使用該適當的 溶劑種類及份量。
曝光加工時油墨化學結構反應 (2)
感光起始劑
R‧ + CH2=CHCOOR R‧ H
︳
RCH2C‧
︳
COOR H
︳
H
︳ ︳
H
︳
RCH2C‧ + CH2=CHCOOR
︳
R-(CH2C)CH2C‧ COOR
COOR H
︳ ︳
H
︳ ︳
H H
︳ ︳
~ R~CH2C‧ + ~ R~CH2C‧ COOR
~R~CH2C-CCH2~R~
Nov, 2002
Z TAIYO INK INTERNATIONAL (HK) LTD. 【注意事項】 預烤過度時，將有下列情況發生： 熱硬化樹脂會開始化學交聯反應，做成顯影不淨、無法 顯影的問題；特別是以兩次單面印刷，並作兩面同時曝 光方式生產時，第一面印刷的油墨比較容易預烘過度， 必須遵守所使用的油墨技術資料冊上的預烘極限，作為 生產條件。
Nov, 2002
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靜置時間(噴塗油墨除外)：
15 – 30 分鐘
目的： 不論使用何種方法塗佈，多少總有氣泡留在線路之間，為 免油墨塗層穿破或不平均，在預烘前需靜置15-30分鐘，讓 氣泡穿破及油墨整平。
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Z TAIYO INK INTERNATIONAL (HK) LTD. 【注意事項】 曝光量需要隨油墨厚度而調整： 油墨厚 – 曝光量高 油墨薄 – 曝光量低
如曝光能量不足時： 側蝕擴大。 油墨剝落。 顯影後，油墨表面白化。
Nov, 2002
Z TAIYO INK INTERNATIONAL (HK) LTD. 【注意事項】 如曝光能量過高時： 基材表面出現背光漬 (鬼影)。 油墨邊緣出現長胖Halation增生現象。
Nov, 2002
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曝光加工時油墨化學結構反應 (1)
1. 感光起始：
I I* I* I* R* I RM‧ RM2‧ Pm+n Pm +Pn M = 反應性單份子P = 高份子聚合物
2. 開始反應：
R‧+ M
3. 成長反應：
RM‧+ M