防焊油墨技术交流会

2.針碌/不織 布刷輪(Buff)
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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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
油墨容器的邊緣和底部的主劑 刮出, 並充分攪拌
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噴塗油墨混合的方法
次序 5)測量油墨黏度 6) 加入小量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 油墨容器的邊緣和底部的油墨刮出, 並充 分攪拌
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-注意事項
注意事項
3.底片的使用次數應在200-300次左右 4.底片葯膜面通常都貼上透明的保護膜 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 才送去顯影
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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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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 2)單面印刷，雙面曝 光：﹝第一 面﹞80° C/15-20分鐘 +﹝第二面﹞80° C/2530分鐘。 3)釘床雙面印刷雙面 曝光 或 單面曝光： 80oC/30-40分鐘 不良影響 1.1)預烘不足時，油墨因表面乾燥不足，油墨 內存有大量溶劑，於曝光時，常出現黏菲林的 問題，油墨表面會出現菲林壓痕； 1.2)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，或會出現白化問題。 2)預烘過度時，容易出現顯影不淨問題，如焊 盤表面會形成殘膜，肉眼很難看得到 3)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，都可能引起多種麻煩。因為 在預烘時大量的溶劑會聚集在烤箱內出不去， 反而有部份積聚到孔內或板面上，顯影時很難 沖乾淨
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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

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
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油墨攪拌不足的問題
油墨攪拌不足:
1)油墨塗佈性能不良 (油墨化開, 不均, 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, 做成混合比率差異, 問題 見下表:
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防焊油墨技術交流會
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內容
1. 2. 3. 4. 5. 油墨主要成分及其作用 探討防焊油墨各個製程 防焊油墨常見問題發生的成因 防焊油墨發展趨勢 最新產品介紹
2
軟擦轆﹝布質﹞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 。 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， 這些銅粉或會黏在板面上 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 7 路
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油墨混合比例不正常的問題
情況1 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 正常比例 0.7kg/0.3kg 情況2 增加/減少 增加 增加 下降
標準
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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。
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曝光-化學反應式
Photoinitiator II I + CH2=CHCOOR 2I I CH2CHCOOR
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
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
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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
刮刀磨損 刮刀刀刃 絲網目數 乳槳厚度
快
多 鈍 低 厚
慢
少 鋒利 高 薄
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前處理-乾板
目的 參數 不良影響
乾板
將板面及孔內 水氣吹乾
80-100° C
不足：水份藏在孔內， 孔邊掉油
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噴塗油墨混合的方法
次序
1)用調油刀把硬化劑攪拌
目的
使硬化劑沈澱物分散
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PM溶劑 混合, 油墨的覆蓋性能會 較差
4)正常預烘 , 曝光 , 顯影 , 固化等等。
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油墨厚度-影響
若油墨太薄﹝10m以下﹞
影響
若油墨太厚﹝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，容易出現黏曝光 底片 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)
2) 把硬化劑倒入主劑內, 並 攪拌至完全混和
混合主劑硬化劑
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
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(露銅)的問題, 油 墨性能亦會改變
空網與擋點網的比較
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)操作較省心
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，且需要元 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，無法顯影沖去
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油墨厚度-Linemask
Linemask工序 1)36T絲網印刷，只印線路位。
Line-width: d mil
2)停放30-60分鐘或烘75oC/5-15min
3)再以36T網印刷整板面
d + 6mil
基材上油墨 厚度：2025m
水洗
清洗殘留在銅面上的化學 葯品和氧化物
壓力20psi
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
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前處理-研磨
目的 參數 不良影響
1.火山灰磨板 粗化銅面
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
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：未能去除銅面油脂及 氧化物，降低油墨與銅面附 著力
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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 表顯示60-65mmHg以上就可以了。
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。
絲網印刷-開油
1)利用調油刀將所有固化劑(白色)倒進主劑(綠色)內
2)利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 不足而破裂或剝落問題。
3)用震油機震動油墨10分鐘 (機械攪油機 ~15min)。 在這段時間，油墨的溫度會上升至三十多度，而黏度則會隨之而下降。 4)停放油墨於陰涼地方，讓油墨回復至正常溫度和黏度。 震油機比電動搞油機更能令油墨均勻一致
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 令感光油墨印料接受紫外 光照射後，使光引發劑分 解為自由基，從而攻擊樹 脂，形成自由基連鎖聚合， 瞬間使聚合物分子增大。 這個時候，綠油膜不溶於 弱鹼﹝1%Na2CO3﹞，但 又可溶於強鹼中﹝510%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)溫度到達>25° C，會容易 易粘底片，阻焊綠油的品 質就差多了。 2)曝光量高，易產生光的散 射，焊盤上的綠油會發生 交聯反應。此外也會有背 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。