1、PCB 用 油 墨 成 分 介 紹Reporter: Date:2002/5/15 PCB 用 油 墨 介 紹內(nèi) 容 油墨的定義及分類 組成成分及化學機理 物理特性與品質(zhì) 制程控制重點 未來發(fā)展 小結(jié)油墨的定義及分類定 義油墨 : 狹義稱為液態(tài)感光防焊油墨（Liquid Photoimageble Solder Mask）即所謂的濕膜，亦即俗稱的感光防焊綠漆；即在不需後續(xù)進行焊接的線路，基材上涂覆油墨，以防止焊接時出現(xiàn)線路搭橋的缺點，提供長時間的電氣環(huán)境及抗化學保護，同時醫(yī)科做到美化產(chǎn)品外觀的作用； 由于技術的發(fā)展，目前廣義上的油墨已不單單指防焊油墨，亦包括使用作為孔內(nèi)填塞的填塞物，線路蝕刻用

2、的抗蝕和抗電鍍油墨，及字符油墨等；油墨的定義及分類分 類1.按用途分類油墨的定義及分類2.按固化方式3.按涂覆方式Page 5 of 15組 成 成 分 及 化 學 機 理（感光類）感光單體（樹脂）具有感光基之環(huán)氧樹脂或胺基甲酸乙酯樹脂，其官能團中含有羥基（OH）及羧基（COOH），此種樹脂為預聚合物，在自由基的作用下，易發(fā)生聚合反應，生產(chǎn)高聚合體，同時攜帶的羥基及羧基又易與強堿弱酸鹽（ Na2CO3)發(fā)生中和反應生成易溶解與水的有機鹽 ；在感光單體（樹脂）中起重要作用的官能團為環(huán)氧基 此結(jié)構存在很高的鍵應力，故很容易被能提供質(zhì)子能力的物質(zhì)（還原劑）所開環(huán)而形成鍵結(jié)鏈的延長或是形成膠聯(lián)，卻不會

3、有水或鹽的副產(chǎn)物生成 這種重新排列的能夠促發(fā)聚合反應，所得的結(jié)果比許多其他類型的熱硬化型具有更低收縮率的能力，有利于產(chǎn)品外形的完善；光起始劑 感光聚合過程中，“光起始劑”會首先吸收紫外光，形成“自由基”，由于自由基會與感光樹脂單體起反應，不斷地形成鏈結(jié)，于是“膠聯(lián)”反應開始，一旦油墨中自由基消耗完後，則油墨即將進行“終止”反應，其反應之抑制或終止，皆可能是因為聚合物與單體之比例的關係； 其化學成分多為苯酮，Benzoin ether（胺息香膠醚），Acetophenone（苯乙酮），Lewis酸鹽等；結(jié)構例圖組 成 成 分 及 化 學 機 理化學反應機理 油墨中的光起始劑接受紫外線光源的照射後

4、分解成為高活性的自由基， 進而攻擊油墨中的感光性樹脂單體，以自由基聯(lián)鎖聚合（亦稱膠聯(lián)反應），瞬間聚合使分子量增大成為不溶于弱鹼（1% Na2CO3）但于強鹼(5%的NaOH）中仍可溶的組成，從而能達到顯像及剝除的目的；1.起始反應 經(jīng)紫外線照射後，光起始劑首先分解成游離期 I UV I* 游離基會使單體或預聚物的雙鍵活化 I* +MM*2.成長反應 生成的活性游離基與單體和聚物，進一步反應而成更大的 游離基 M* +MM* M2* +MM3* Mn* Mn* +MMn+1*3.終止反應 Mn* + Mm* Mm+n 物理特性與品質(zhì)粘 度油墨的粘度是抵抗或阻止流動的一種量度，下面用一簡單模型圖來

5、介紹粘度的概念圖1 簡單流動（牛頓流動）平行板模型的定量關系示意圖 在兩層薄板間有一層液體，上層薄板可以移動，下層薄板為固定板，其間距為x，一個大小為F的力作用于上層可移動的薄板，使其按切線方向移動，其速度相對于底部是v，在移動時，兩層薄板之間多層液體也發(fā)生移動，其頂部的速度最高，底部的速度最低，而中間層具有中等速度。定義速度梯度ddx為剪切速率(D)，其單位是ls。作用于頂部的力除以面積，即單位面積上所受的力(FA)稱為剪切力(r)，其單位是Pa。粘度()是剪切力與剪切率的比值，r/D，其單位是PaS。即剪切力一定時，粘度越大的液體，其切剪速率越小，也就是內(nèi)部的速率遞降越小，總起來可獲得下面

6、三個公式，但是這三個公式也是牛頓型流動的定量關系。也是流變學的三個要素：剪切力，剪切速率和粘度。（所謂流變學就是描述物體在外力作用下產(chǎn)生流動和變形規(guī)律的科學。） 剪切率（速率）D=dv/dx=u/x（S-1） 剪切力（應力）r=F/A（N/m2=Pa） 粘度=（剪切應力/剪切速率）=（F/A）/（V/X）=（PaS） 式中A=面積 F=力 V=速度（m/s）1.觸變性 觸變性是液體的一種物理特性，即在攪拌狀態(tài)下其粘度下降，待靜置后又很快恢復其原來粘度的特性。通過攪拌，觸變性的作用持續(xù)很長時間，足以使其內(nèi)部結(jié)構重新構成。 要得到高質(zhì)量的網(wǎng)印效果，油墨的觸變性是十分重要的。特別是在刮板過程中，油墨

7、被攪動，從而使其液態(tài)化。這一作用加快油墨通過網(wǎng)孔的速度，促進原來網(wǎng)線分開的油墨均均地連成一體。一旦刮板停止運動，油墨回到靜止狀態(tài)，其粘度就又很快地恢復到原來的所要求的數(shù)據(jù)，從而使得印刷後得線路具有較為陡直的線條邊緣。圖1.觸變性較差圖2.觸變性較好2.流平性 網(wǎng)印在基材上的油墨是否能到平整光滑的特性稱之謂流平性。當油墨網(wǎng)印在基材上時，將留下網(wǎng)格的痕跡，此痕跡可隨未干燥前的流動而減輕，當油墨的流平性差時，用肉眼仍能看到輕微網(wǎng)格的痕跡。圖1.油墨的流平應說明的是：油墨由不平流向平滑的推動力不是重力而是表面張力，圖中為兩網(wǎng)線間的距離，ao(波長)為振幅當2ao低于1m時肉眼是看不出差異的。流平可用下

8、面公式表示： t=1g（ao）/（at）4/226x3 式中為表面張力，ao表示起始的振幅，a1為t時的振幅，t為流平到a1時所需的時間。從式中可看出，當油墨粘度低時，t小，X值高時，t小，t值小表示流平好，因此流平性好希望粘度低制 程 控 制 重 點一。前處理目的除去板面的氧化物及油污，并粗化板面 以增加油墨與銅表面的附著力。廠內(nèi)前處理方式比較二。涂覆GoodGoodBadGoodFair滾涂GoodGoodFairAir bubble btw circuitsExcellentExcellentFairTH developabilityGoodExcellentFairProductivityBadBadGoodTH plugging abilityBadGoodExcellentCoating efficiency噴涂淋幕網(wǎng)印三。曝光（影像轉(zhuǎn)移）四。顯影五。烘烤（固化）未 來 發(fā) 展1.環(huán)保型； 1)無鹵素類（以非鹵素類物質(zhì)取代油墨中的鹵素成分，主要為阻燃劑及色素中的