太阳油墨工艺技术概要课件

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TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.太陽油墨工藝技術概要1Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.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。

SolderMask

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。

2其他

絕緣介質油墨

UV紫外光固化+熱固化型

感光現像法

文字油墨

UV紫外光固化型

油墨原料

防焊油墨

UV紫外光固化型

絲網印刷法

防蝕刻油墨

熱固化型

固化方法分類

圖形轉移方法分類

油墨用途分類

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TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.PCB印刷線路板使用油墨分類：3Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.防焊油墨

感光現像型

絲網印刷法

(BGA基板用，含有後UV固化型)

噴墨塗佈法

簾幕塗佈法

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

油墨用途分類(1)：4防蝕刻油墨

絲網印刷法

噴墨塗佈法

簾幕塗佈法

感光現像型

熱固化型

紫外線固化型

防鍍金油墨

熱固化型

絕緣介質油墨

感光現像型

熱固化型

油墨用途分類(2)：Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.5Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.防焊油墨主要成份：防焊油墨

主體(展色劑)

填充劑著色劑添加劑樹脂稀釋劑無機填充劑有機填充劑顏料染色物硬化劑黏度調整劑(有機溶劑)其他增黏劑，有機溶劑，稀釋劑重合感光起始劑，硬化加促劑反應性稀釋刻，有機溶劑6Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.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7Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.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：BariumSulfate:BaSO4Silica:SiO2Talc:3MgO．4SiO2．H2O8Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.感光防焊油墨標準工藝流程：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

1.0wt%Na2CO330oC，60~90秒(立式烤箱，隧道式烤箱)150oC，60~90分鐘前處理油墨印刷預烤曝光顯影後固化9Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.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：一般機械性研磨採用針轆/尼龍擦輪NylonBrush，不織布刷輪Buff，鋁粉噴砂JetScrubbing/火山灰磨板PumiceScrubbing等。另一方面，前處理方法也有化學研磨ChemicalTreatment之方法。10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。Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.【注意事項】11Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.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90~125mesh)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12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DinCupNo.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。油墨塗佈：Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.13Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.防焊油墨塗佈方法分類及其特長：

絲網印刷簾幕塗佈噴墨塗佈生產性△○◎塗佈效能◎○╳導通孔顯影性△◎◎導通孔塞孔能力○╳╳線路間氣泡問題△○◎細線路上油墨厚度△╳△14151617工藝參數範例車間溫濕度：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。油墨型號：PSR-4000SP08,SP08T3,SP13M18Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.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(BackSideExposure)問題。【注意事項】19Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(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。20Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.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。21Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.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。22

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)

雙面印刷雙面曝光或單面曝光

80C/20-30分鐘(熱風循環烤箱)【標準條件】Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.23Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(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SMTPad間油墨脫落問題，嚴重時更會使油墨表面白化現象。24【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。Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.25Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.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。

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TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.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)27一般採用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ORCUV351曝光表測量)Stouffer21格曝光尺：9-12格【標準條件】Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.28Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(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。29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。【注意事項】Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.30Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.曝光加工時油墨化學結構反應(1)

1.感光起始：

I I* I* R* I* I2.開始反應：

R‧+M RM‧3.成長反應：

RM‧+M RM2‧ RM‧+M RMn+1‧ RMm‧+RMn‧ Pm+n4.停止反應：

RMm‧+RMn‧ Pm+Pn=======================================================================================I=感光起始劑 M=反應性單份子 P=高份子聚合物31Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.曝光加工時油墨化學結構反應(2)

感光起始劑

R‧ H ︳ R‧+CH2=CHCOOR RCH2C‧ ︳ COOR H HH ︳ ︳︳ RCH2C‧+CH2=CHCOOR R-(CH2C)CH2C‧ ︳ ︳ COOR COOR HH HH ︳ ︳︳︳ ~R~CH2C‧+~R~CH2C‧ ~R~CH2C-CCH2~R~ ︳ ︳ ︳︳ COORCOOR ROOCCOOR ~R~CH2 CH=CH~R~ ︳+︳ ROOC COOR H ︳ ~R~CH2C‧+T ~R~CH2CH2COOR+T‧ ︳ COOR32Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.靜置時間：

10–30分鐘目的：

曝光完成後，光敏聚合反應仍繼續進行，因此靜置時間的目的是讓光敏聚合反應完全。33Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.顯影：目的： 顯影之主要目的是將因沒有受到UV紫外線照射而架橋之油墨除去。顯影加工時油墨化學結構反應：

樹

脂

COOH

COOH

+

Na2CO3

樹

脂

COO-Na+

COO-Na+

+

NaHCO3

【標準流程】顯影(1wt%碳酸鈉，30C，60-90秒)

水洗乾板34Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.顯影藥液濃度低時：顯影性下降顯影藥液濃度高時：顯影性下降、油墨表面白化、側蝕擴大藥液溫度低時：顯影性下降藥液溫度高時：油墨表面白化、側蝕擴大藥液噴壓低時：顯影性下降藥液噴壓高時：油墨表面白化、側蝕擴大空網柯式印刷時，小孔容易被油墨填塞；如果需要把孔內油墨沖走，顯影操作條件將需適量改變。【注意事項】35Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.後固化(最終固化)：目的：於顯影加工後必須經過高溫烤板，目的是使油墨內熱固化之化學結構反應架橋。【標準條件】 150C/60-90分鐘 (循環熱風烤箱)【注意事項】固化不足時，防銲油墨的耐熱性、耐鹹性及電阻值將會下降。固化過度時，防銲油墨的耐酸性及耐鍍金性將會下降。36Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.後固化加工時油墨化學結構反應(1)：

樹

脂

COOH

COOH

樹

脂

COOCH2-CH-R

COOCH2-CH-R

▏

OH

CH2-CH-R

O

+

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TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.後固化加工時油墨化學結構反應(2)：38Z

TAIYOINKINTERNATIONAL(HK)LTD.文字油墨：熱硬化型及紫外線硬化型文字油墨皆可使用；在防銲油墨固化前或之後，亦可印刷文字油墨。

【注意事項】

熱硬化型文字油墨紫外線硬化型文字油墨防銲油墨固化前印刷文字油墨

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印刷時，容易擦傷防銲油墨

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白色文字油墨容易變黃

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印刷時，容易擦傷防銲油墨

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白色文字油墨容易變黃

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防銲油墨與銅面結合力下降防銲油墨固化後印刷文字油墨

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防銲油墨過度固化，做成耐酸及耐鍍金性下降

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文字油墨與防銲油墨結合力下降39其他注意事項：

停放時間：由印刷後至顯影完畢為止，盡可能在12-24小時內完成。線路板之搬運：顯影後，防銲油墨硬度較低，容易被碰傷擦花；在固化完成前，線路板之間需要使用紙張或膠片分隔，並小心搬運。熱風整平(噴錫)後，錫層會高出油墨表面，疊板時容易令防銲油墨被碰傷擦花；線路板之間需要使用紙張或膠片分隔，並小心搬運。Z

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