PCB油墨选用知识

P C B油墨选用知识 It was last revised on January 2, 2021

•液态感光线路油墨应用工艺引言： PCB制造工艺（Technology）中，无论是单、双面板及多层板（MLB），最基本、最关键的工序之一是图形转移，即将照相底版（Art-work）图形转移到敷铜箔基材上。图形转移是生产中的关键控制点，也是技术难点所在。其工艺方法有很多，如丝网印刷（Screen Printing）图形转移工艺、干膜（Dry Film）图形转移工艺、液态光致抗蚀剂（Liquid Photoresist）图形转移工艺、电沉积光致抗蚀剂（ED 膜）制作工艺以及激光直接成像技术（Laser Drect Image）。当今能取而代之干膜图形转移工艺的首推液态光致抗蚀剂图形转移工艺，该工艺以膜薄，分辨率

(Resolution)高，成本低，操作条件要求低等优势得到广泛应用。本文就PCB图形转移中液态光致抗蚀剂及其制作工艺进行浅析。

液态感光油墨应用工艺流程图： >

基板的表面处理—— >涂布（丝印）——>预烘——>曝光——>显影——>干燥——>检查——>蚀刻——>褪膜——>检查（备注：内层板）

基板的表面处理—— >涂布（丝印）——>预烘——>曝光——>显影——>干燥——>检查——>电镀——>褪膜——>蚀刻——>检查（备注：外层板）

一．液态光致抗蚀剂（Liquid Photoresist）

液态光致抗蚀剂（简称湿膜）是由感光性树脂，配合感光剂、色料、填料及溶剂等制成，经光照射后产生光聚合反应而得到图形，属负性感光聚合型。与传统抗蚀油墨及干膜相比具有如下特点：

a）不需要制丝网模版。采用底片接触曝光成像（Contact Printig），可避免网印所带来的渗透、污点、阴影、图像失真等缺陷。解像度(Resolution)大大提高，传统油墨解像度为200ｕm，湿膜可达40ｕm。

b）由于是光固化反应结膜，其膜的密贴性、结合性、抗蚀能力（Etch Resistance）及其抗电镀能力比传统油墨好。

c）湿膜涂布方式灵活、多样，工艺操作性强，易于掌握。

d）与干膜相比，液态湿膜与基板密贴性好，可填充铜箔表面轻微的凹坑、划痕等缺陷。再则湿膜薄可达5～10ｕｍ，只有干膜的1/3左右，而且湿膜上层没有覆盖膜（在干膜上层覆盖有约为25ｕｍ厚的聚酯盖膜），故其图形的解像度、清晰度高。如：在曝光时间为4S/7K时，干膜的解像度为75ｕｍ，而湿膜可达到40ｕｍ。从而保证了产品质量。

e）以前使用干膜常出现的起翘、电镀渗镀、线路不整齐等问题。湿膜是液态膜，不起翘、渗镀、线路整齐，涂覆工序到显形工序允许搁置时间可达４８ｈｒ，解决了生产工序之间的关联矛盾，提高了生产效率。

f）对于当今日益推广的化学镀镍金工艺，一般干膜不耐镀金液，而湿膜耐镀金液。

g）由于是液态湿膜，可挠性强，尤其适用于挠性板（Flexible Printed Board）制作。

h）湿膜由于本身厚度减薄而物d料成本降低，且与干膜相比，不需要载体聚酯盖膜（Polyester Cover sheet）和起保护作用的聚乙烯隔膜（Polyettylene Separator Sheet），而且没有象干膜裁剪时那样大的浪费，不需要处理后续废弃薄膜因此，使用湿膜大约可以节约成本每平方米30～50%。

i）湿膜属单液油墨容易存贮保管，一般放置温度为20±2℃，相对湿度为55±5%，阴凉处密封保存，贮存期(Storage Life):4～6个月。 j）使用范围广，可用作MLB内层线路图形制作及孔化板耐电镀图形制作，也可与堵孔工艺结合作为掩孔蚀刻图形抗蚀剂，还可用于图形模板的制作等。

但是，湿膜厚度（Thickness）均匀性不及干膜，涂覆之后的烘干程度也不易掌握好增加了曝光困难．故操作时务必仔细。另外，湿膜中的助剂、溶剂、引发剂等的挥发，对环境造成污染，尤其是对操作者有一定伤害。因此，工作场地必须通风良好。

目前，使用的液态光致抗蚀剂，外观呈粘稠状，颜色多为蓝色（Blue）。如：台湾精化公司产GSP1550、台湾缇颖公司产APR-700等，此类皆属于单液油墨，可用简单的网印方式涂覆，用稀碱水显影，用酸性或弱碱性蚀刻液蚀刻。

液态光致抗蚀剂的使用寿命（Lifespan）：其使用寿命与操作环境和时间有关。一般温度≤25℃，相对湿度≤60%，无尘室黄光下操作，使用寿命为3天，最好24hr内使用完。

•二．液态光致抗蚀剂图形转移

液态光致抗蚀剂工艺流程：

上道工序→ 前处理→ 涂覆→ 预烘→ 定位→ 曝光→ 显影→干燥→ 检查修版→ 蚀刻或电镀→ 去膜→ 交下工序

1．前处理（Pre-cleaning)

前处理的主要目的是去除铜表面的油脂（Grease）、氧化层（Oxidized Layer）、灰尘(Dust)和颗粒(Particle)残留、水分（Moisture）和化学物质（Chemicals）特别是碱性物质（Alkaline）保证铜（Copper）表面清洁度和粗糙度，制造均匀合适的铜表面，提高感光胶与铜箔的结合力，湿膜与干膜要求有所不同，它更侧重于清洁度。

前处理的方法有：机械研磨法、化学前处理法及两者相结合之方法。

1）机械研磨法

磨板条件：

浸酸时间：6～8s。

H2SO4：%。

水洗： 5ｓ～8ｓ。

尼龙刷（Nylon Brush)：500～800目，大部分采用600目。

磨板速度：～1.5m/min，间隔3～5cm。水压：2～3kg/cm2。

严格控制工艺参数，保证板面烘干效果，从而使磨出的板面无杂质、胶迹及氧化现象。磨完板后最好进行防氧化处理。

2）化学前处理法

对于 MLB内层板（Inner Layer Board），因基材较薄，不宜采用机械研磨法而常采用化学前处理法。

典型的化学前处理工艺：

去油→清洗→微蚀→清洗→烘干

去油： Na3PO440～60g/l Na2CO340～60g/l NaOH 10～20g/l 温度：40～60℃

微蚀（Mi-croetehing）：

NaS2O8170～200g/l

H2SO4(98%) 2%V/V

温度：20～40℃

经过化学处理的铜表面应为粉红色。无论采用机械研磨法还是化学前处理法，处理后都应立即烘干。