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丝印工艺之阻焊和字符(下)

作者:  来源:   更新时间:2014-11-04  阅读数:461

6、制造历程。
6.1原理和事情条件
液态光成象阻焊油墨主成份包罗:具有感光性能的环氧(EPOXY),和丙稀酸(Acrylic)树脂,如丙
二酸环氧树脂,酚醛环氧树脂,甲酚环氧树脂,胺基甲酸乙酪;光引发剂,如查酮,胺类有机金属化合物;添补剂,如硅石粉:硬化剂,如芳香族脂,酸酐,咪唑类;溶剂,如醚酯类;消泡剂,即界面活性剂,等等十余种成份。感光阻焊油墨固化后形成网状聚合物布局。
事情原理:液态光成象阻焊油墨简称感光胶,亦有人叫湿膜。感光胶经丝印并预烘后,举行光成象曝光,紫外线照射使具有自由基的环氧树脂体系产生光聚合反响,未感光部门(焊盘被底片档住),在稀碱液中显影喷洗而扫除。印制板上已感光部门举行热固化,使树脂进一步支联成为永世性硬化层,这便是液态光致阻焊剂的成象原理。
丙二酚环氧树脂的交联后布局:
酚醛环氧树脂交联后:
胺基甲酸乙脂树脂交联后:
事情条件要求:环境,211℃,湿度558~5%,防尘;曝光和丝印感光胶地区,灯光为黄光;事情员工应换鞋戴帽穿事情服:刷板和显影接板放板应戴无毛白纱手套;取板放板时,用双手取板边,手指不触及图形和阻焊地区,轻取轻放,板角防碰伤;固后从烘箱中取板戴厚纱手套。更为紧张的是:任何一个员工都要养成风俗,丝印事情前起首读工卡,按工卡的要求事情。
6.2丝网准备。
(1)找出所必要的丝网,对液态光成象阻焊油墨,通常用43T(特别线路板用36T或55T,77T);
对字符油墨,利用丝网为100T。
(2)备好所需的上彀胶卷膜。通常,对字符网,用25μm(微米)厚的胶卷膜;对阻焊网,用35μm膜;对碳墨网,则用50或80μm的厚胶卷膜。
(3)查抄网框。查网框的网是否齐备,有无破洞,可否再利用;紧张的是用张力计查网框中央和周围位置的网张力,对43~77T的丝网,张力为18~20牛顿/cm,100T丝网,14~16牛顿/cm。
(4)绷网。
A.自绷网框:这种绷框为铝成品,笨重,价贵,但调治很快,耐用,不必要用绷网机,但丝网要凭据网框对预先在周围缝制能穿入金属压条的边,海表里都有印制板厂在利用。换网历程是:
将旧框架上的螺帽螺钉取出,撤除网周围边沿的金属压条和旧网。压条是一根园形金属杆。
用洗网水和棉布将框架周围渣滓的阻焊污物洗净。
框架放在桌面上,选好丝网目数,压条穿入丝网边沿,螺帽穿入压条,拧上螺钉。
将螺钉卡中计框凹口处,从四边的每个边沿中央开始上紧螺钉,细致张力要均衡,不然会拉裂丝网。
按对角线次序渐渐拉紧螺钉,上紧后,用张力计测四个角和中央的张力为18牛顿/cm以上,
100T丝网张力至少14牛顿/cm,如不敷可调治各颗螺钉的松紧度,直到得意为止。
B.气动绷网:这种网框也是铝成品,浅易轻盈,多数印制板厂接纳。但需配备要用的气动绷网机作绷网用,见图一,其绷网历程如下:
如果新网框,绷网前以丙酮洗擦表面,即可利用;如果旧网框,肯定要撤除网布碎,封边胶带,作除油处置处罚,方可利用。
调治网框上绷架,打开气流阀,使绷架的网布夹头紧靠网框,调治绷架的支持螺钉,使网框连结程度并高于夹头约5mm,如许张力较匀称。
牢固网纱。裁好所需尺寸网纱,顺序序对边拉直,用夹具夹紧牢固,细致应使网丝偏向同等,经向纬向网丝相互垂直,且施力偏向与网丝平行。
加压张网。逐阵势加大气压至6kg/cm2左右,张力计表现到达20牛顿/cm以上。分段分时多
次张网可到达得意的结果。每次张网至少5分钟,时间稍长为好,以使张力匀称传导,张力稳固。
上胶。气压加压稳固半小时以后,用刮胶将强力胶水(配比5:1)匀称涂覆在网纱和网框上。
封掩护胶带。上胶后,安排8小时以上,待粘合剂充实干燥后,松开夹具,将网框从绷架上取下,切除框外多余网纱,用牛皮胶将网框的周围边封住,以掩护粘合剂不被溶剂溶解,延伸网框寿命。
测张力。用张力计丈量四个角和中央张力,要求到达18~20牛顿/cm,100T丝网张力到达14~16/cm牛顿.绷好的网框需停1天以上待用,张力计见图二。
6.3网版制作
A.丝网网版
(1)查原图纸底片(网点图,字符图,阻焊图)。看有否污迹,划伤,制造日期,公司牌号,uL标记,工卡号码等是否应加到底片上,制造日期周年是否符合要求。
(2)选择上彀胶卷。剪一块与原图巨细相仿的胶卷膜(Autotype)下来。选择的胶卷膜厚度,阻焊通
常用35μm,字符25μm,碳油墨50?0μm,蓝胶80μm。
(3)网前处置处罚。新丝网,弄湿网的两面,刷子粘磨网膏(Autoprep)来回洗擦几分钟,流水彻底冲洗两面,然后用脱脂剂(Unirersal Mesh prep)刷磨几分钟,流水冲洗两面。旧丝网,先用去网版粉(Auto
Gel)涂网版两面,停顿三五分钟用毛刷在网版背面将已软化的明胶刷除,流水彻底冲洗,然后用油墨去除剂(Auto solve)匀称涂在丝网两面,停顿二三分钟使污渍溶解,彻底流水洗,高压水枪喷洗干净,接着按新丝网处置处罚那样,先用磨网膏(Auto prep),后用脱脂剂(Univrsal Mesh prep)洗净丝网两面,细致操纵者应戴上掩护胶手套。
(4)胶卷膜上彀。以水湿润丝网,多余水点干。干胶卷药面临着丝网的底面贴上去,使干膜完全贴到丝网上。
(5)烘干。将网框放到烘箱中烘干,40℃,10~15分钟,把胶卷掩护膜去失。
(6)贴底片。网框冷却后,在干膜上贴上底片,底片乳胶面临丝网干膜,以透明胶带牢固底片4个角。
(7)曝光。整个网框放在真空架上,底片对着玻璃,抽真空绳放在框架上,启动真空泵。框架抽真空完成,将框架置于垂直位置上。碘钨灯距框架上1.2米处,打开曝光灯,举行曝光。4kw功率的光源,供参考的曝光时间:25μm膜,120~150秒;35μm膜,250~350秒;80μm膜,150~200秒。主动定时器控制曝光,曝光后,关光源和真空泵。
(8)显影。从曝光框架上取下网框,去失底片,先用小流水轻冲洗丝网,去除丝网干膜未曝光不必要的部门。若自来水温低,应用温水作显影。图形表现出来后,用高压水彻底冲洗,滴干多余水份。将网框放进烘箱完全烘干取出(40℃)。
(9)封网。丝网冷却后,用羊毫和封网胶修版,补针孔,凹坑等。用胶板将封网胶匀称涂在图形以外的地方,举行封网。封网后,将网框放入烘箱烘干。
(10)作标记。在网框上贴上工卡号,版本号,制作日期,丝网目数,制作人等标记,待用。
B.铝箔网版(实用于导通孔堵孔工艺)
(1)选一块0.2~0.3厚的铝箔。此铝箔表面应平整,无折痕,并裁成网框尺寸一样巨细。
(2)在数控钻床上钻出所需堵塞的孔,钻头直径和印制板上的孔一样,钻孔点只管即便漫衍在铝箔中央。
(3)裁边去毛刺,将钻孔铝箔多余的边裁去,每边边框比堵孔图形约莫25mm。去除钻孔毛刺,以细砂纸打磨一下。
(4)牢固铝箔。用牛皮胶将铝箔牢固在36~43T空缺网网框的背面,即堵孔时接纳丝网加铝箔的方
法堵孔,制止渗油。特别细致:对付堵孔后印制板两面的导通孔焊环都要求热风整平(喷锡),或两面焊环都要以阻焊挡住不要求上铅锡的板,一样通常选择导通孔相近焊盘和SMT焊盘不麋集及线路较希罕的一壁作为堵孔印刷面;对付堵孔后的导通孔,其元件面的导通孔焊环容许盖阻焊,而焊接面的堵孔焊环要求上铅锡的板,应选择元件面作为堵孔印刷面举行网版牢固。在整个网版制作历程中,务必包管铝箔表面平整,无折痕,不然会引起钻孔和丝印对位的禁绝确性,图三是客户要求在印制板上的BGA(球栅陈设)导通孔堵孔的图形
6.4油墨搅拌
读工卡,凭据工卡的技能规格,准确选择油墨的颜色,范例,型号。
确定已选择的油墨主剂和硬化剂的比例干系。
把硬化剂搅拌至流水状。
主剂和硬化剂按比例称出。提供商把主剂油墨和硬化剂一大一小罐共同,则不必称了。
把硬化剂倒入主剂油墨中搅拌约5分钟,直至硬化剂完全扩散到主剂中去。然后放到油墨搅拌
机中搅拌(或油墨振荡机中震荡)约15分钟,包管油墨充实混淆匀称。
利用前,搅拌过的油墨需停顿15分钟,以负气泡逸出。
用搅拌刀带起少量搅拌匀的油墨,视察粘度是否符合。必要性用粘度计丈量此时的油墨粘度,用温度计测一下油墨内的温度。通常搅拌后的双组份油墨应在24小时内用完。
特别细致:液态光成象阻焊油墨通常严酷加稀释剂,以包管阻焊颜色匀称同等,并进步阻焊膜的耐镀金和耐热打击性能。非常特别环境下,如印刷基铜70μm的印制板,在印刷困难时可容许约1Oml/
kg的稀释剂。而字符油墨印刷困难时可容许加少量稀释剂。
6.5刮板利用
(1)刮板的选择。
要求耐磨,耐溶剂,通常利用聚氨脂橡胶,刮板角度705。硬度7010,刮板装上刮板架上一样通常外露约2mm。深圳三和公司,丝维雅,新东邦,天津橡胶成品厂,上海橡胶研究所都有丝印刮板出出售。
(2)刮板的利用。
刮板长度选择。凭据所印刷的图形巨细用符合的橡胶刮板,一样通常要求刮板长度比图形双方各长
15毫米以上。
刮板的安置。选择刮板橡胶平直边沿尖锐的一壁安置在刮板柄上靠表面,以利于利用,拧紧螺丝牢固好刮板。
磨刮板。若刮板边沿有伤痕,缺口,刃口不锐利,应在磨刮板机上举行研磨,使刮板端面连结精良状态。
6.6丝印定位方法
丝印定位的目标,是包管每一次印刷时,待印的印制板和网版之间不产生错位,从而包管丝印重复精度同等。印板数目不大,显影机显影压力充足大,丝印本领运用得其时,印刷液态感光阻焊油墨常用空缺网,这时丝印定位要求不严酷,但丝印字符油墨,或需用网点图档住双面多层板的孔,以制止油墨漏入孔内显影冲不干净,这时就应充实思量定位题目了。阻焊塞导通孔,印碳油墨,印兰胶都涉及一个丝印定位题目。
在双面和多层板工场里,现在最盛行的是贴片式的定位方法,每一台丝印机或手工丝印台上,利用二片丝印贴片式定位片就完全办理了丝印的定位题目了。这种定位片由一片0.3~0.5mm厚的不锈钢片,在其上面焊上一颗定位铆钉而制成,不锈钢片形状尺寸约2346mm,铆钉直径多用Φ3.00mm,(也有效Φ0.8~2.9的)铆钉高度O.8或1.4mm。当印制板厚度小于1.Omm,铆钉高0.8mm;当印制板厚度为平凡常用的1. 5~1.6mm时,铆钉高度为1.4mm。总之,铆钉不克不及高于印制板厚度,不然会顶破丝网。
起首在挤板的长边偏向的中心部位钻出二个丝印定位孔,通常在印制板钻孔编程时就把这二个孔编已往了。丝印前,把线路板放到丝印台上和丝印网版对好位,套进这二片定位片到丝印定位孔中,以胶纸将定位片贴住,定位就完成了,随后丝印历程中,把线路板不停套到一前一后的这两片定位片中,可得到得意的重复精度。当定位片上铆钉直径为Φ3.0mm时,线路板上的丝印定位孔钻孔直径应是Φ3.10mm,非金属化孔。这种定位方法,机动自由,定位速率也快,在丝印台恣意左右,利用方便,定位片价格自制(约20余元一对)从而得到越来越广泛的应用。
丝印定位另有多种方法。直角定位法是用一片覆铜板作成直角定位块,当线路板丝印台上同网版
对好位后,套上并固位这个直角定位块,就可重复作丝印了。方法简朴,操纵方便。但要求下料时必须划一,尺寸同一,周边成直角,不然影响定位偏差,对单面板丝印图形尚可利用,而对双面和多层板阻焊和字符丝印,则不实用。
销钉导向法也是丝印定位的一种方法,在全主动或半主动丝印机的事情台上,开有一条或多条直
槽,在槽内装有可移动的滑块,定位销钉则装在滑块上,通过滑块移动调治孔距,线路板选择二孔套到滑块销钉上,同网版对好位,锁住滑块,定位就完成了,这种方法作微调不方便,定位销钉不克不及自由调解,利用上不敷机动。
制造双面和多层印制板,丝印阻焊和字符,碳油墨,蓝胶等的多种定位方法中,实用方便和值得保举的是丝印贴片式定位片法。
6.7来板查抄
吸收由上工序来板时,查对板工号,版本号,数目是否与工卡符合;由半成品(蚀刻并退完铅锡)来板应抽查铅锡是否退干净,孔内有无斑点,板面有无严峻氧化物,污渍;完成热风整平后待印字符的板要抽查板边是否有铅锡块附挂,焊盘和元件孔内是否未上铅锡等,如不及格退回上工序处置处罚,抽查及格在工卡上署名验收。
6.8 刷板
(1)刷板机布局。
刷板是丝印阻焊前的一个非常紧张的工序,成品板查抄发明阻焊膜失,胶带试验不外关,终极客户波峰焊后板于阻焊起泡,阻焊下的大铜面有污渍等题目都同刷板有关。颠末多年的实行探索,现在多数工场对刷板机都形成了以下的布局情势:
入板→酸洗→水洗→磨板→水洗→吸干→烘干→出板
酸洗段目标是除板面氧化膜,通常用1~3%硫酸;磨板段利用上下各两对尼龙刷,第一对500目,
第二对粒度800目。若利用粗目如300~400滚刷,作高密度线路板时易产生线间微短路
(microshort)。
丝印阻焊前的表面处置处罚另有别的情势取代尼龙滚刷磨板。如用浮石粉喷洗和软刷洗擦,也有的工场用化学法洗濯表面,这二种方法都能作出高等次高质量的线路板,怎样运用,要凭据本企业的现实,作板的档次要求,设置装备部署本领和工艺控制维护程度等因素作决定。
(2)事情前准备。
查抄酸缸液的浓度可否将板面氧化物除净;酸洗液何时应换缸?通常一连性事情,每周应换缸二次,体积为80~100升。
查尼龙滚刷吸无铜粉,残渣,呈腰鼓形。刷轮上有题目,实时处置处罚。
查酸洗,磨板,水洗各段所用喷咀的喷淋结果,若有堵塞,实时拆下洗濯。
查酸洗缸,水洗槽液位是否正常,旧洗濯水应排失,洗缸,调换新的洗濯水。
吸水棍应以净水充实润湿,不许让吸水棍干燥事情。
启动呆板,查抄设置装备部署各功效,按钮,阀门,仪表运行是否正常。
干净刷板机外壳及事情地区环境卫生,连结文明的事情环境。
(3)操纵。
现实操纵时,依次打开电源,喷洗,水洗,风干等功效开关,调治总水阀开关,水洗压力应到达20psi,调治传送速率旋纽,通常速率0.6~1.0m/分之间,开启擦轮和上下摇晃开关,凭据待刷板厚度调解上下刷间隔,通过边给压力调解上下四个刷的压力,使板子颠末刷子时相应的四个电流表表现都在大要同等的范围。对付线宽≤0.20的精密线路的印制板,刷板压力不克不及过大,不然易造成线路微短路(mi梒roshrt),每换一种差别厚度的板子,都要重新调解上下刷间隔和压力,方可刷板。
每周应作二次尼龙刷辊的磨痕宽度试验,以查刷子压力是否匀称准确,指示表头表现值是否与压
力对应,磨痕的光面铜板传送至两个下刷处愣住,开动喷淋,下刷和摇晃开关,刷约20秒后制止不刷和摇晃,再将板传送至两个上刷处制止,开动上刷和摇晃开关,20秒后制止上刷和摇晃,将板子传送出来,查抄两组上下刷的磨痕宽度是否匀称,且在10~20mm(最佳15mm)之间。过窄则调猛进给压力,过宽则淘汰进给压力,直到磨痕宽度在要求范围内,同时查相应的电表头指示值是否准确。
当调解好刷板各项事情参数后,试刷3~5块板,查抄整个刷板体系行动是否正常,刷出来的板是
否干燥清洁,有无污迹,氧化点。及格后方可批量生产。批量刷板时放板只管即便左右匀称安排,以免造成刷轮不匀称磨损成腰鼓形。完成刷板后,依次关失控制板上各功效键,水和电源开关做好设置装备部署的查抄记载,署名签日期。
(4)刷板后烘板。
实践评释,对付有大铜面的线路板,刷板后的板面必须充实干燥,防备热风整平后出现水迹失油和基材白点,尤其在大铜边沿,专长线路板的粗线路边沿,70μm基铜的线路板,喷锡后易在铜边出现局部基材白点。对付这类线路板,在刷板后应在烘箱中75℃下加烘10~20分钟。如果刷板机烘干段很抱负,刷任何板都能使板面完全干燥,热风整平后不存在任何板的基材白点题目,则不必刷板后加烘这一步调。
6.9丝网印刷
各工场利用丝印机型号范例纷歧,有的是主动型半主动型,有的工场用手工丝印台,不管怎样,丝印操纵应掌握以下的一些根本头脑和原则。
(1)事情前准备。
参照本章6.2丝网准备,6.3油墨搅拌,凭据工卡要求,选择相应范例的液态感光胶或字符油墨,开好油,再次夸大,通常严禁在液态光成象油墨中添加任何稀释剂,以包管阻焊光彩同等,进步阻焊的耐镀金性能和耐热打击性,淘汰渗油余胶。
凭据待印板的线路麋集环境和导通孔巨细,选择符合的网版,一样通常环境下利用43T网,基铜70um
或线路特别精密,可思量用61?7T网版。对付导通孔径≤O.5mm,且不许盖阻焊的板,印刷需用点图档墨网版,制止油墨印刷入孔;导通孔径>0.5mm,且不容许盖阻焊的板,可接纳点图档墨网版印刷。
丝印事情开始前还需细查一下网版有无破坏,开凭据印刷图形的巨细用胶纸举行封网,封留的印
刷面应能完全笼罩板的全部线路图形,板的周围边留出约5mm的宽度不印阻焊,以免板边油墨污染板架。
凭据图形巨细选择长度符合的刮板,一样通常要求刮板长度比图形双方各长15mm以上,并按本章6.
5刮板利用一节装好刮板。
在丝印开始前,干净丝印机台面,事情台面和周围环境卫生,待印的线路板,开好的油墨,干净无毛的碎布,吸油纸,刮刀等摆放划一。
(2)丝印操纵。
参照本章6.6丝印定位方法,看待印的印制板和网版作定位。调治丝网和丝印台面间隔,通常为5~8mm,背面的高度一样通常比前面高l~2mm,调治刮板的斜角,一样通常70~75度。压板压力通常是15~25kg/cm2,凭据印刷结果还可作微调治,调解并牢固刮板行程,刮板停顿在图形外2?cm即可。
各项参数调试完后,试印三至五块板,查阻焊光彩,笼罩程度,有无跳印,线路拐角有无露铜,若有则需重新调解相干参数,直至缺陷消除为止,才可举行批量正常丝印。自检及格的首件板,交Qc查,Qc通过,举行批量丝印。
刷好的板应在4小时内完成双面印刷,不然需重新刷板,以防板面氧化引起水迹失油。对付印刷不及格需返工的板,先经预烘烘箱烘干板面油墨后,不要曝光,放在显影机上冲洗,制止湿油墨污染显影机的传送带上的轮子,交织污染别的板,经冲洗失油墨的板重新印油墨前需再次刷板。
印好的每一块板都要作自控自检,尤其查有无跳印,线拐角缺油,针孔,孔边聚油等质量题目,若有应实时修补,印好的板间隔地堆在板架上,待预烘。预烘前,停放15分钟,待油墨流平,气泡逸出。
印刷完毕,按装机的倒步伐除下刮板回油板,将多余的油墨网络起来,用洗网水擦拭干净丝网,关构造电源关气,末了认真填写设置装备部署利用记载,在工卡上署名。
手工丝印通常不容易得到匀称同等的丝印压力,因此,为得到匀称的阻焊厚度和光彩,发起液态
光成象阻焊油墨利用半主动或主动丝网印刷机。手工丝印台用作印字符,堵孔,蓝胶等操纵,固然,机印字符对大批量同一型号的印刷板能得到高服从。值得提示的是,丝印字符不及格板(显影,漏字,对位禁绝,印错等)返工时,切勿马虎处置处罚,用丙酮擦板面一下立刻返工,带来的结果是字符油墨入孔,这些板到头来需全部报废。字符返工板应在盛有洗网水的二三个盆中依次洗一次,再到显影机上冲洗一遍,末了再以丙酮擦拭印刷一两次,才气重新举行印刷。
6.10预烘
预烘目标是赶走液态光成象油墨中的溶剂。但感光油墨中含有固化剂,预烘不妥会引起反响,温度和时间都应有限定。因此,预烘干对液态感光油墨工艺是至关紧张的一步。
种种差别提供商的感光油墨预烘干的要求参数略有差别,我们试用多种范例,大抵范围是:预烘第一壁,755℃,15~20分;第二面,755℃,30~40分。各企业凭据提供商提供的技能资料和联合本工场设置装备部署,控制程度的现实领会作得当调解。
预烘不敷,曝光会粘底片,出现压痕,污染底片,显影后表面会受到显影碳酸钠的腐蚀,侧蚀严峻,阻焊表面失去光芒。预烘温度过高,时间过长,显影不良,焊盘表面会形成残膜,肉眼丢脸清,热风整平后焊盘会露铜。预烘的烘箱抽风量不敷,箱体温度不匀称,放板过密,都大概引起焊盘和孔内余胶,热风整平(喷锡)出现贫苦,终极难以挽救。
预提供细致以下有关事变:
(1)烘箱的抽风量,箱体内的上下左右中心各部位的温度要定期查抄,并作好记载。
(2)严酷工艺控制,预烘时间和温度应同一作划定,如打开烘箱放板,温度变低了,预烘时间算不算?通常是温度指示到设定值时才记载时间。烘箱上设有计时器,时间一到即报警,对严酷工艺控制是必要的。
(3)在烘箱中板子的安排密度应作划定,放太密太多太靠近烘箱壁,都市导致余胶产生。偶然想进步生产服从,烘箱内的板排得密密麻麻,预烘时大量的溶剂聚集在箱体内出不去,反而有部门又积累到板表面金属化孔内,显影时很难冲干净,热风整平后孔内露铜,铅锡上不去。
(4)预烘后应停顿冷却至室温才曝光。板子预烘后在24小时内完成曝光显影。我们试验过,双面曝光前已烘好的板在空调(21℃,55%rh)下最长可以作些数据,周六印烘的板,周日苏息,下周一可否曝光?偶然忽然停电二天,预烘后的板继承作下去带来什么样的结果?等等。
(5)实践履历评释,对付超薄板,特厚板,超长板,预烘的参数要作微调,才气得到得意的阻焊质
量。
(6)预烘板已印有油墨,接送板子特别要细致取板放板的姿势,制止碰伤阻焊,手指更不克不及触及到板子上。
(7)在生产办理上,增强地区标识,待预烘第一壁,已烘第一壁,待预烘第二面,已烘第二面,待固化,已固化板必须按各自标识的指定地区摆放,不得弄混。
6.11曝光
(1)目标。
本步调的目标,是使感光油墨印料担当紫外光照射,光引发剂剖析为自由基,从而打击树脂,形成自由基连锁聚合,刹时使聚合物分子增大。这时,胶膜尽不溶于弱碱(1%Na2CO3),但又可溶于强碱(5~1O%NaOH),从而到达既可显影又可实时挽救有题目标板子的目标。印制板焊盘部门被底片所档
住,未曝光的胶膜显影时去除,已曝光的部门显影后保存。
种种感光油墨控制曝光能量为300~500mj/cm2(毫焦耳/平方厘米),但玄色的油墨需高些的能
量,到达80mj/cm2,如Taiyo PSR?000。
曝光量过高,易产生光的散射,焊盘上产生余胶:曝光不敷,胶膜受到腐蚀失去光芒,或产生侧蚀。
(2)事情前准备。
干净光桌,曝光机真空框架和Mylar透明片,确保无污点,碎物;查曝光机玻璃和Mylar片有无
穿孔,划伤,有而需调换;凭据工卡借出相应事情底片,查对工卡,板,底片的工号和版本号是否同等;对付新用的阻焊底片,需作首枚板,经QC/QA全面查抄及格后方可批量利用。
不管是人工肉眼或曝光销钉对位,阻焊底片ss面(焊接面,Solder side)和CS面(元件面,Compo-
nent side)和待曝光的印制板的SS面和CS面相对应,定好位后,用放大镜查一下板周围定位精度。及格后,若属批量人工对位,在底片周围图形外用小刀开“窗口“(约715mm),贴上透明胶带,定位好后,将底片牢固粘在板上,举行曝光。若属利用曝光销钉定位,则需把底片粘贴在框架上,牢固好定位销钉,务必使ss和cs面的底片和印制板准确定位。
(3)曝光操纵。
对液态成象油墨,曝光机为5或7KW为宜,机内应有冷却体系,曝光框架恒久事情,其温度应连结在≤25℃。若温度到达35~40℃,易粘底片,阻焊膜的品格就差多了。海内偕行对日本ORC的5KW,
7KW曝光机广泛感触得意,每天24小时一连事情都能得到稳固同等的质量。
凭据阻焊范例设定上下灯曝光能量,然后用21级光楔尺(Stouffer)作光尺查抄是否符合要求。详细方法是:取一块待曝光板举行底片对位,将21级光楔尺置于板的两面周围印有阻焊的非图形地区,相应的底片为透明地区,且在底片透明区之下,对板举行抽气曝光,曝光后撤除底片和光楔尺,15分钟后显影。上下框重复这个操纵。显影后读出完全露铜的那一级数,此级数应在提供商提供的曝光级数范围内,级数过高或过低需重新设置曝光能量,再用Stouffer21级光楔尺重新查抄曝光参数,直到得到所需的曝光参数为止。由于曝光灯光源一连利用,光源老化和积尘等缘故原由,必须对峙每班做二次光楔尺制度,并做好查抄结果记载。
必要时,还应定期用光能量积分仪(Radio me-ter)来帮助丈量所设能量是否符合要求。以一片透
明的底片覆在能量积分仪(比方uv?5型)上,打开电源开关并将表现数字变零。将能量计置于框架
内,关框架抽真空曝光,查抄其曝光能量的读数是否在阻焊要求的范围内。重复这个操纵,分别查上框架上下灯和下框架的上下灯到达阻焊膜表面的曝光能量。每一个框架上都作四个角和中央部位的能量读数,可以相识到上下二支曝光灯能量在框架上的漫衍环境,通常,每个框架四个角和中央的能量相差在20%以内为及格。利用能量积分仪应细致其是否已充电,如无表现可用直流电充电。
曝光抽真空同利用光成象干膜有所差别,并非越大越好,不愿定要求95%以上。待抽气完全后,真空表表现60mHg以上就可以了。有些特别的板子,曝光后发明粘底片,显影后有底片印,这时可低落抽真空度到60~80%,对改进质量有利益。曝光框架内应有导气绳,到抽真空稳固后才推框架去曝光。
曝光时利用的底片宜用重氮片,片基0.175mm,使对位方便些。每套底片曝光30次,应作一次查抄,查有无碎片,划伤,污点,尘土,对曝光框架亦同样作一次干净。底片利用次数,各企业划定纷歧,大抵在300~400次/套,也有要求600~800次/套才镌汰的。底片药膜面通常都贴上透明的掩护膜,以制止曝光后印制板上产生底片印;外洋某些品牌的重氮片,对防污染有销强的本领,阐明不必贴掩护膜亦可得到得意的曝光结果。
整个曝光房都应在黄光灯下操纵,恒温恒湿防尘。曝光后印制板应停顿约15分钟后才显影,以使
阻焊膜充实交联。事情完毕后,封闭曝光灯,曝光机各开关和电源,做好设置装备部署和工艺记载。
6.12显影
种种型号感光胶阻焊油墨的显影条件根本同等。即无水碳酸钠(或钾)1%,30℃,显影压力2.O
~3.0k8/cm2(20psl以上),传送速率100~150cm/分。显影破碎点为30~40%(Break poink),即板子通过显影段长度约1/3,印制板应暴露焊盘。水洗段最少应有二段,三四段更好,板子水洗后应即时烘干。
显影浓度太高或太低,不愿定能显影得干净,还大概导致阻焊膜呈膨胀状态。温度太高,胶膜易被腐蚀,失去光芒。显影压力是紧张的参数,压力过低,不易显影得干净,尤其是孔内,元件孔内那怕是一个孔有余胶,也是不及格品。
显影工序应细致以下事变:
(1)事情前准备,应排去旧药水和各段洗濯水,开机循环洗濯显影槽和第一水洗槽二至三次,查抄
显影机全部喷咀,若有堵塞应拆下洗濯或调换。每周应干净烘干段的传送滚轮一次,确保不污染板面。滤芯务肯定期调换。滤网,喷咀每周洗濯一次。
(2)显影液开缸浓度10.2%无水碳酸钠,320升的槽称取3.2公斤碳酸钠。开缸时PH为11.3~11.5,当PH为10.5时,液废弃。溶液搅拌匀称后,实行室取样阐发,凭据阐发结果举行添加或排放。显
影液实行室每天应查抄最少二次。正常事情时,每班换显影液一次。
(3)批量显影前,应作首枚笼罩板查抄,实时凭据首枚板的质量环境调解曝光参数和显影参数,切
忌盲目想固然开机操纵。
(4)显影接板需戴空手套,轻取轻放。显影后的板应作查抄,100%查抄或抽查,小弊端(针孔,个体线路露铜等)即时修补。
(5)显影后查抄不及格的板,在10%NaoH液,40~50℃浸泡10分钟,洗刷退膜返工处置处罚。泡板退
膜操纵全历程必须戴橡胶手套,戴防护眼镜。
(6)在SMT二个方焊盘间距0.2mm之间加0.1mm宽的阻焊桥(Solder Mask Bridye 0.1mm),显
影时这些局促的阻焊条极易飞起搭到铜面的方焊盘上,造成板子报废。对付客户的这种要求,选取符合的感光油墨型号,严酷底片制作,仔细控制丝印,曝光,预烘,显影的每一工序的工艺参数,是不难到达的。见下图。
图九 SMT二个方焊间距0.2mm之间加0.1mm宽的阻焊桥
6.13固化
固化目标是使阻焊膜完全硬化交联。在150~140℃烘箱中40~60分钟即完成。细致事变参照本
章6.10预烘一节。固化板完成后打开烘箱,需比及温度低落到约50℃以下方可将板从烘箱中取出,操纵者必戴厚纱手套。阻焊和字符固化后应作抽检,盘点板总数,填写工卡,署名签日期,然后送下道工序。
值得讨论的一个题目是,显影后固化前是否应加一道紫外光固化工序?不少液态感光阻焊油墨的
提供商的技能资料发起过一次紫外光固化(uv硬化)。作的话,可进步阻焊膜的硬度,显影后膜硬度为
HB一1H过三支80w紫外灯几秒钟后膜的表面硬度可进步到3H。硬度进步,可使后工序板子刷伤时机淘汰,同时可淘汰高密度线路间的阻焊膜起泡的大概性。但是,多了一道工序,多了一个贫苦,只管uv历程简朴,亦会在这一工序中增长划伤板子的大概性。现在,很多线路板厂已省去了过uv这一步调。
板子固化后,重点查二个项目:一是胶带附着力试验,以3m尺度胶带横贴于阻焊膜上,压紧,停顿约10秒,然后垂直拉起,胶带上不该有残胶碎片。二是浅易的耐溶剂(丙酮)试验,以白布沾丙酮液,在阻焊膜上擦拭一分钟,白布上不该有绿色的阻焊溶解物;若白布有绿色,评释固化不完全,整批板需重新固化,150℃,30分,冷却后再作测试。丝印字符固化后同样需作这二项试验。偶然会产生如许的事变,重复烘板固化二次耐丙酮试验仍通不外,白布上有绿色阻焊或白色字符油墨的陈迹,这评释油墨搅拌时没加固化剂或固化剂加的比例不充足,这时,全批板必须退除阻焊膜或字符,重新返工,并制定步伐以后不得重犯这种错误。
7.文件和工艺检察。
丝网印刷工序的工艺员或工头在技能方面的重点应作好以下事情:
(1)创建丝印工序全历程的详细事情范例,划定各个历程的工艺参数,创建相应的工艺检察报表,设置装备部署维护调养划定。
(2)每天查抄丝印各个房间的温湿度,有否作记载。
(3)每天事情开始前查每一台设置装备部署状态和事情参数,包罗刷板机,各个烘箱,曝光机,显影机每天,
每周维护调养的内容项目。如操纵温度,压力,传送速率,液浓度,磨痕宽度,种种开关阀门,滤网洗濯,滤芯调换,抽风,各种指示仪表等。
(4)批量生产前新的阻焊底片首枚板查抄和记载。字符批量印刷前首枚板查抄和记载。
(5)阻焊底片利用次数记载,该报废的底片是否在继承利用。
8.查抄和测试项目。
凭据IPC桽M一840C,IPC桝?00E,IPC桼B?7,和实践应用中海表里客户的划定,综述一
下对印制板阻焊剂和字符的根本要求。
产物分类:1级,指一样通常电子产物,如消耗类产物;2级,为专用电子产物,包罗通讯设置装备部署。庞大的商用呆板,仪器;3级,指高可靠性电子产物;一连性运行,功效要求关健性的商用品和军用设置装备部署,同生命有关的设置装备部署,控制体系。
8.1阻焊(solder mask)
(1)导体表面笼罩性(coverage over Conductors)
跳印(skips),空穴(Voids),起泡(B1isters),露导线均不许存在。
光彩平滑同等,无显着的堆积,无起趋(wrin-kles),海浪(Waves),纹路(RIpples)。
(2)阻焊盘对焊盘的对位(Solder mask Land Registra tion To Lands)
阻焊盘对焊盘的净空度,金属化孔应≥0.05mm。非金属化孔≥0.15mm。金属化孔焊盘与阻焊查问的净空度,最少270度连结O.05mm;非金属化孔焊盘与阻焊间的净空度,至少270连结O.15mm,对1.2级板吸收,3级板拒收。
阻焊不许进入元件孔内,不许进到SMT焊盘上。焊盘上余胶不容许。
(3)阻焊附着力。
3M尺度胶带作附着力试验,容许撕起来的胶带粘有阻焊膜的面积最大百分比:
PCB表面涂覆 产物分类 镍铜,基材(%) 镍/金(%) 铅锡(%)
1级 10 25 50
2级 0 5 20
3级 0 5 10
(4)阻焊厚度(solder mask thickness)
1级:目视笼罩完备。2级:基材上,30~40um;导线上,≥10μm;线边拐角≥10μm。3级:导线上≥17.5μm。
(5)阻焊硬度(Solder mask hardness)
铅笔硬度≥6H,以6H铅笔试验,阻焊膜不该被划伤。
(6)阻焊塞导通孔(Soldre mask BlqckViaholes)
95%的导通孔要求被塞住。要求孔内有铅锡的导通孔,阻焊不得入孔。
(7)导线露铜,水迹(Condnctor Expose,copper Dirty under solder mask)
导线不得露铜,纵然在平行导线地区,阻焊剂的变异不该暴露相邻导线。阻焊膜下面的铜面无显着的氧化层水迹,3M胶带试验无脱落陈迹。
(8)SMT方焊查问的阻焊(Solder mask Be-tween two SMT Lands)
SMT二个方焊查问的间距≥0.25mm,应盖阻焊。
(9)阻焊上杂物(Forelgn inclusions on solder mask)
杂物符合以下条件可吸收:杂物为绝缘体,且杂物长度≤1mm,若绝缘物≥1mm,需撤除,若露铜
了,应补油。
(10)补阻焊(补油)(Touch Soide mask)
总的是凭据客户要求而定。通常的处置处罚原则:板面尺寸≥160100mm,可补3点; <160100mm
可补2点。补油面积最大尺寸:25mm。线路露铜补油≤2mm。补油后烘干,光彩匀称同等,无显着堆
积,3M胶带试验不失油。
(11)起泡,浮泡(Blisters,Bubbles)
可在每块板面貌面貌许存在2处,泡直径小于O.25mm,气泡不该引起导线间桥连。
(12)金手指上阻焊(solder mask on gold Fin-ger)
金手指与阻焊接壤处,在根部A区可上阻焊,但每块板小于2个手指。见图十。
金手指与阻焊接壤处不许露铜。
(13)热打击(Thermal Shock):温度-65至125℃。循环次数100次,不出现气泡,破裂或分层。
(14)耐喷锡(Registance to soleler):,在热风整平机上,255~265℃,3秒,3次,阻焊膜齐备,不起泡,变色,失膜。
(15)耐酸性:硫酸或盐酸,浓度1O%,室温下,60分钟,阻焊无变革。
(16)绝缘电阻(lnsulation Resistance):510欧姆以上。
(17)可燃性(Flanimability):VL 94VO级。
(18)介电强度(Dielectric strength)≥500VDC。
(19)耐溶剂和干净剂:(Resistange to solventsand cleaning Agents)
样品浸泡在以下溶剂/干净剂中,室温下凉干样品10分钟,视察不该发粗,起泡,破裂,膨胀,变色等征象。
8.2字符(chara cfer)
(1)抱负目标。
字符完备,清楚,匀称,字符中空区不充填,如O.6.8,9,A,B,D,不行酿成0,6,8,9,A,B,D。
(2)吸收
字母,数字,线条有残破,但仍可辨认。
字符中空区被涂改,尚未辨认,不致与别的字符殽杂。
字符外边沿出现油墨堆积,但字体尚未辨认。
(3)不及格。
字符丢失,无法辨认。
字符中空区被涂改,无法辨认,造成误读。
字符线条已含糊,残破,掉,以致无法鉴别。
字符出现显重影但仍可辨认,亦判不及格。
(4)字符上焊盘,不行以。但客户同意可作为特别破例,可上园焊盘,但不得上SMT焊盘。
(5)字符附着力,耐溶剂性。
3M胶带试验,不得失字。
丙酮擦拭,不得失字。
要求字符是永世性油墨。
(6)字符颜色(白,黄,黑等),范例(热固型,uv型),版本号要同工卡要求雷同等,并确认是单面照旧双面字符,是印在SS(焊接)面照旧CS(元件)面上,或是双面印刷。
(7)字符入孔。
字符不许入元件孔,可入导通孔。
溶剂/干净剂 1 2 3 4 5 6
异丙醇(Isopropall) 75%异丙醇/25%水 D一萜二烯(D-Lindnene) 10%碱性洗涤剂90%水(Alkaline Detergent)比方 ≤40%链烷醇胺 ≤20%2~5氧基乙烯醇 ≤20%正二醇乙醚 单乙醇胺(Monoe thanolamine) 去离子水(Deionized Water)
试验条件 温度 尺度实行室温度 462℃ 尺度实行室室温度 572℃(PH≤13) 572℃ 602℃
时间(分) 2 15 2 2 2 5
(8)比较工卡,查印制板上UL标记,制造日期,公司牌号是蚀刻在板上,照旧字符印刷在板上,这些标记表达是否符合划定要求。
(9)批量生产中,字符印刷必须作首枚板查抄,包罗以上的全部项目。
丝印字符吸收尺度图十一。
9、帘涂阻焊概述。
9.1帘涂阻焊(Curtain Coating)特点
印制板上阻焊剂,有多种情势,本章先容的网印刷是此中的一种,现实上,滚涂,喷涂上阻焊也有企业在利用。而帘涂也是上阻焊的一种情势。西方国度有点程度的线路板厂多接纳帘涂阻焊,比年来港台和广东一些企业亦在生长帘涂阻焊工艺。为什么要上Curtain coating呢?
(1)小孔,细线,双面SMT,高密度的双面多层印制板,丝网印刷液态光成象阻焊油墨难以降服细
密线间跳印征象,线边每每易产生露铜,导电征象,线拐角阻焊过簿时有产生。帘涂阻焊可降服这些缺陷。
(2)帘涂阻焊更得当大范围一连生产。刷板帘涂预烘连在一起,操纵易,服从高,主动化,全天24小时一连不停运转,省人省事。
(3)帘涂阻焊膜的质量性能可符合美国军标的要求。不少泰西大电子公司的客户划定,必须或优先
用帘涂阻焊油墨,不然不下定单。
9.2帘涂油墨的种类
(1)溶剂型。
以总部在瑞士的Ciba桮eigy为代表。其型号是probimer 52,这种油墨已经近20年实践磨练,其性能符合美国军标,成了很多高等电子产物的首选油墨。这种油墨是环氧树脂型,可耐种种化学浸镍/金工艺。其缺点是:属溶剂型,必要专用显影机和专用显影液,必要配套溶剂接纳装置;曝光速率慢,5kw曝光机,3分钟完成一块板曝光。
(2)水溶剂。
这是比年来生长起来的品种,如ciba pro- bimer71,coates XV500,peter Elpemer G1?461,
aTaiyo公司等,可降服溶剂性油墨的缺点,以1%无水碳酸钠液显影,曝光速率同丝印感光油墨一样,
不必要专门的溶剂接纳设置装备部署,节省了地方和设置装备部署投资,质量性能上同溶剂型相类似。帘涂速率可到达约150~200拚板/小时,通常3拚板/分,拚板尺寸为610460mm(24″18″).固然,这种帘涂方法也需在黄光条件下操纵。
帘涂和丝印阻焊膜厚度比较见图十三。
9.3工艺流程
进板→酸洗→水洗→刷板→水洗→烘干→翻板→帘涂阻焊(A面)→视察→预烘(多段)→冷却→翻板→帘涂阻焊(B面)→视察→预烘(多段)→冷却接板……→曝光
9.4帘涂阻焊原理
拜见附图十二。帘涂油墨由一个漏斗容器(A)艳服,通过过滤器(B)面将油墨杂质滤去,然后由泵
(D)运送到喷头(F),喷出的油墨流入溢流槽(G)的内槽,满溢后流至外槽,再直接流回网络槽(o)滚轴
(H)在溢流中转动,刮刀(I)将滚轴表面不停带起的油墨沿刀缘刮下,从而形成阻焊帘幕(L)。帘幕阻焊
油墨由下边的网络槽网络,然后再回到存贮槽(A),形成闭合环路。
完成了前处置处罚的PCB以60m/min的速率颠末帘幕,其表面就涂上了一层匀称的涂层。接着板子放
慢速率(约1m/min),经烘箱举行干燥,完成双面帘涂后,印刷板可举行曝光,显影。完成整个阻焊的生产历程。
9.5工艺要点
全线的调解涉及较多的细节,包罗表面处置处罚,导线厚度匀称性,帘幕匀称性,油墨粘度,湿重,对PCB上大孔堆积油墨,预烘的调治,全历程步伐控制,设置装备部署工艺维护调养等题目,本章限于篇幅,对帘涂阻焊仅作概述,重点是先容丝网印刷液态光成象阻焊工艺。

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