劉淵斌，成 立

（荊楚理工學(xué)院，湖北 荊門 448000）

阻焊油墨被涂布在印刷電路板表面，需要經(jīng)過(guò)多個(gè)流程，比如絲網(wǎng)印刷、凹版印刷以及噴墨打印，最終再經(jīng)過(guò)一定的固化處理，油墨就可在電路板上形成一層阻焊膜，進(jìn)而使得焊接工作有序開展。就當(dāng)前的情況來(lái)看，印刷電路板用阻焊油墨的發(fā)展階段主要有四個(gè)，早期多使用干模型和熱力凝固，后續(xù)則逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽贤夤夤潭?，隨著時(shí)代的發(fā)展，感光顯影型的阻焊油墨也慢慢被創(chuàng)生，并得到廣泛應(yīng)用[1]?？偟膩?lái)說(shuō)，阻焊油墨的發(fā)展歷程和當(dāng)時(shí)的制備工藝、人們的實(shí)際需求等息息相關(guān)，印刷電路板的集成度要求使得阻焊油墨的技術(shù)必須進(jìn)行完善與優(yōu)化。

1 阻焊油墨的操作流程

1.1 印刷

首先將主劑與硬化劑以一定的比例混合，然后將混合物放置于水平面上，促使其靜置8min左右。其次測(cè)試混合后油墨的黏稠度，一般在室溫情況下，油墨的黏稠度大約為150±20PS，且常直接使用配制的原液。若必須使用黏稠度更低的油墨，則可在技術(shù)人員的指導(dǎo)下添加定量稀釋劑。再次使用網(wǎng)版印刷，將油墨涂布于電路板表面。值得一提的是，印刷時(shí)使用的網(wǎng)目尺寸越小，涂抹的厚度越大，但鑒于后續(xù)需要進(jìn)行烘烤，一般涂膜的厚度控制在15～35μm即可。若涂膜的厚度不足，則會(huì)使得噴錫、鍍化金的過(guò)程受到阻礙，相反則會(huì)導(dǎo)致預(yù)考效果不佳，曝光失效。

1.2 預(yù)烤

預(yù)烤是制作印刷電路板不容忽視的重要過(guò)程，目的是使油墨當(dāng)中的溶劑在高溫環(huán)境下迅速蒸發(fā)，確保曝光之時(shí)阻焊膜不會(huì)與底片互相黏連[2]。需要注意的是，預(yù)烤要充分把握時(shí)間與溫度，若溫度超出閾值或者預(yù)烤持續(xù)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，都可以會(huì)使顯像效果大打折扣；若溫度過(guò)低，或者預(yù)烤的時(shí)間不足，則又會(huì)出現(xiàn)其它問題，比如涂膜剝離等。預(yù)烤的溫度通常設(shè)置為70～80℃的范圍之內(nèi)，如果采用單面預(yù)烤，那么第一面與第二面都需要持續(xù)20～25min，如果兩面同時(shí)進(jìn)行該操作，溫度設(shè)置為75℃左右，時(shí)間45min，誤差掌握在3min之內(nèi)。預(yù)烤結(jié)束后，要將半成品靜置一段時(shí)間，讓表面溫度與室溫相一致。

1.3 曝光

曝光時(shí)需要使用對(duì)應(yīng)的曝光設(shè)備。以7kW冷卻式曝光機(jī)為例，曝光時(shí)的臺(tái)面溫度要保持在合適的范圍內(nèi)，溫度過(guò)高會(huì)直接使得底片發(fā)生異常形變，建議將溫度調(diào)整為25±2℃。曝光的能量控制是曝光過(guò)程的重中之重，為了保持最佳曝光條件，能量通常需處于300～500mJ/cm2。通常輸出的能量過(guò)高發(fā)生殘膜現(xiàn)象，能量太低又可能引起顯像出現(xiàn)側(cè)蝕的問題。

1.4 顯像

顯像的主要作用是完整保留涂膜曝光的部分，讓沒有接受曝光的涂膜被清除。為了充分保障顯像的最終效果，長(zhǎng)久的實(shí)踐過(guò)程中逐漸形成較為成熟的理論，有研究人員專門將其進(jìn)行總結(jié)：顯像時(shí)最好使用Na2CO3作為顯像液，配制的濃度為0.9%～1.1%，同時(shí)該溶液的溫度較室溫更高一些，處于28～32℃最為合適[3]。顯像時(shí)對(duì)半成品進(jìn)行噴洗，噴洗的壓力為1.5～3.0kg/cm2，顯像時(shí)間共持續(xù)一分鐘，時(shí)間最長(zhǎng)為90s，避免顯像過(guò)度，造成涂膜被堿性溶液破壞。

1.5 后段烘烤

這是預(yù)烤之后的第二次烘烤，這一階段的烘烤與預(yù)烤有所不同，首先其目的主要是讓油墨受熱硬化，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿踊ハ嘟宦?lián)的狀態(tài)。其次烘烤的條件存在區(qū)別，時(shí)間為1h，溫度為150～160℃，并選擇循環(huán)式熱風(fēng)。此時(shí)的烘烤應(yīng)充分保障時(shí)間，如果烘烤的時(shí)間達(dá)不到要求，涂膜的物性與化性均會(huì)大大降低。

2 阻焊油墨的應(yīng)用

2.1 低黏度可噴墨阻焊油墨

低黏度阻焊油墨的出現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)的阻焊材料造成一定沖擊，其主要是將傳統(tǒng)阻焊材料加以改造，讓其在活性和非活性方面有所改善。有學(xué)者（2012）采用多種材料制作出了黏度在60mPa·s的阻焊油墨，選擇的稀釋劑為乙二醇二縮水甘油醚[4]。與此同時(shí)，在2013年，其將Boltorn H20作為主要原材料，制成了具體牛頓流體特點(diǎn)的超支化阻焊樹脂。經(jīng)過(guò)測(cè)定，這種物質(zhì)不僅比傳統(tǒng)的線性高分子活性更高，而且解決了噴墨過(guò)程中剪切變稀的問題[5]。

2.2 柔性線路板用阻焊油墨

隨著印刷電路板用阻焊油墨的研究不斷深入，柔性線路板的需求量逐漸增加，相應(yīng)的各項(xiàng)技術(shù)需求、外觀結(jié)構(gòu)等又有了新的標(biāo)準(zhǔn)，比如逐漸向更薄、更輕轉(zhuǎn)化。柔性線路板之所以被廣泛研究，主要與其中的銅導(dǎo)線有關(guān)，因此如何對(duì)原本的樹脂結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更，使其具備柔性的特點(diǎn)至關(guān)重要。有研究指出，利用化學(xué)方法在傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中引入特殊的分子團(tuán)，同時(shí)選擇咪唑衍生物為固化試劑，能讓制成的阻焊膜具備一定的柔性[6]。

2.3 水溶性堿顯影感光阻焊油墨

水溶性堿顯影光感阻焊油墨是在節(jié)能環(huán)保的時(shí)代背景下出現(xiàn)的，其替代了原本的有機(jī)溶劑，并且與無(wú)鉛焊接技術(shù)有效銜接起來(lái)，讓形成的阻焊膜不再懼怕焊接時(shí)的高溫條件。李世榮刻意將丙烯酰與帶甲基的丙烯酰予以比較，最終水溶性堿顯影感光阻焊油墨被制造出來(lái)，他們測(cè)定了該油墨的實(shí)際性能，發(fā)現(xiàn)無(wú)論是穩(wěn)定性，還是水溶性、耐腐蝕性等均優(yōu)于常規(guī)材料[7]。

2.4 LED光反射白色阻焊油墨

傳統(tǒng)阻焊油墨的組成結(jié)構(gòu)中含有易被氧化的苯環(huán)，將其涂布在電路板中，當(dāng)使用時(shí)間延長(zhǎng)時(shí)，會(huì)逐漸出現(xiàn)表面變色的現(xiàn)象，白色阻焊油墨主要解決的問題是阻焊膜長(zhǎng)期接觸光源而引起的變色問題。2011年某公司研究人員對(duì)PSR-400 LEW3白色阻焊油墨進(jìn)行了說(shuō)明，明確指出反射效率更高的白色阻焊油墨性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，且能有效抵抗外界紫外線的干擾[8]。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)阻焊油墨的要求越來(lái)越高，尤其在倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的今天，如何有效解決制造過(guò)程中出現(xiàn)的環(huán)境問題，并保障阻焊膜的突出性能是研究的重點(diǎn)方向。相關(guān)研究人員應(yīng)繼續(xù)深入尋求新的阻焊劑，促進(jìn)電子產(chǎn)品的發(fā)展。