二、丝网印刷
1.网版制作
要正确选用丝网、网框、感光材料等。丝网控制油墨的流动性、印制厚度和决定网版的耐用性。一般要选用高张力、单丝、平织聚酯涤纶丝网或不锈钢丝网。
此外,要对新的丝网进行粗化及脱脂处理,这样可以保证网版质量及延长丝网使用寿命。网框一般选用高张力铝质网框,质量比较理想,要注意绷网张力的调节控制。绷好网的网框应在绷网机上停留48h以上。
合理控制网版张力主要应该注意:
(1)网版厚度的一致性、曝光的均匀性、网版的耐用性。
(2)准确调整控制印刷过程当中的网距,定位、尺寸的稳定性,调整刮刀的压力,刮刀运行的速度,注意油墨的流动性,耗墨量,能耗。
(3)注意控制影响张力的因素,合理选择绷网设备及绷网方法,印版感光材料常用的有重氮感光剂、感光膜片等。
在丝网印刷网版制作中普遍采用的是重氮型感光乳剂。感光膜片具有膜层厚度均匀可控、高解像力、高清晰度、耐磨、与丝网有强附着性等特点,在印制板的字符印刷中得到了广泛的应用。要注意掌握涂布感光膜的厚度,一般印刷阻焊膜以25~30μm为佳,印制导线、字符以15~20μm为宜。
2.抗蚀膜的印刷
把设计好的电路图案印刷在层压板上形成抗蚀膜,是通过丝网印刷来完成的。抗蚀膜的丝网印刷有两种情况:
(1)是用抗蚀墨印制电路部分,即将抗蚀墨印在需要保留铜箔的部分,这样在腐蚀时,线路部分被保留下来,形成导电的线路。
(2)不用抗蚀油墨印制电路,相反的要印制电路以外的部分,即要使印制电路以外的部分具有耐腐蚀性能。安装元件的时候再电镀焊锡,双面的、多层的电路板几乎都是使用这种方法印成的。
电镀时要使用焊锡或金,电镀焊锡要用氟硼化铜电镀液,焊锡中的锡与铅的比例为3∶2,镀金时使用的是弱酸溶液。电镀抗蚀墨膜必须能经受电镀的前处理液和电镀液的浸蚀,并且最后必须能简单地剥除。
电镀线路时,应先用铜镀成一定厚度然后再在其上面镀焊锡。电镀的厚度:铜为30μm,焊锡为10μm,镍的底层电镀为7μm,金的电镀为25μm。电镀完成后再将抗蚀膜剥去,其方法是用油墨清除剂及软毛刷清除。
抗蚀油墨俗称碱溶性油墨,丝网印制电路导电图形后能耐三氯化铁、酸性氯化铜等酸性蚀刻液的蚀刻。单面铜箔层压板经下斜、刷光、清洗干燥后必须立即进入丝网印刷抗蚀油墨工序,丝网印刷前抗蚀油墨要搅拌均匀,一般不使用稀释剂。
网印刮板选用聚氨酯橡胶型,厚度为8mm,邵氏硬度为7左右,刮板的形状选用直角,刮板与丝网的角度为50~60°,而丝网与承印物的静态距3~5mm,无论采用网印机还是手工操作,都要适当控制抗蚀油墨干燥后的成膜厚度。如果成膜过厚会造成导电图形扩张,影响精度;成膜过薄会形成砂眼针孔增加修版工作量。
丝网印刷后采用远红外烘道干燥2min即可,而用自然干燥方式在25~30时,需4h或更长一些时间,成膜铅笔硬度要达到2H,干燥后的电路板即可进入蚀刻工序,蚀刻完毕后用1~2%NaOH稀碱液喷淋去膜。
抗蚀油墨也可自己配制,其配方如下:松香(工业级)0.8~1kg、墨绿或深蓝胶版油墨g、立德粉(32目)3kg、松节油(工业级)~1mL、硬脂酸(工业级)32g。配制时先将松香和硬脂酸一起加热熔化,熔化后必须离开加热器再缓缓加入松节油,边倒边搅拌,勿使松香重新凝固,然后加入油墨使其溶解,最后加入立德粉充分搅拌或碾压均匀即可。配制时,立德粉的目数一定要严格选用。加热不要采用水浴法以免水蒸气进入印料使其结团。
3.阻焊膜印刷
蚀刻后经清洁处理的印制电路板应立即进行阻焊膜的网印,其方法将阻焊油墨涂布到印制板上,但对于不同的网印机,其工艺参数有所差异。一般来说,印刷速度控制在~mm/s,网印气压4.0~6.0kg/cm2,刮刀硬度65°,刮刀角度65~70°,刮刀次数1~2次/面,网距4~8mm。在开始网印前需清洁网印机外壳和工作台面。印第1块板前需用胶辊清洁网面,并用白纸试印数次。一般每工作2h,需再清洁台面一次。正式网印前,需进行试印板,并检查印板质量(印油均匀、厚薄一致、没有过油不好或油入孔现象、无垃圾灰尘等),网印好的板,需间隔放上板架,10~15min后方可入烘炉预烘。
阻焊油墨分光固型和热固型两个类型,每个类又可分为单组分和双组分两种。
(1)光固型阻焊油墨:光固型阻焊油墨又称紫外线固化油墨,其网印工艺条件与抗蚀印料基本相同。阻焊膜的厚度应适当,铅笔硬度应达6~7H。如果膜面发粘说明固化时间不足或膜层过厚,可适当延长固化时间。
(2)热固型阻焊油墨:热固型阻焊油墨国外都是单组分的,国内使用的材料一般多为双组分的,使用时以∶5的质量比将阻焊油墨和固化剂混合并充分搅拌,再静止30~45min脱泡熟化后即可使用。混合后的阻焊墨使用期为7天,固化条件为±5℃,10min。如采用远红外烘道3~5min即可固化成膜。
相比而言,阻焊油墨中单组分光固型阻焊油墨有较多优点,如无溶剂,挥发性小;毒性低,能改善生产操作环境;干燥速度快,适应自动或半自动流水线作业。最大的优点是固化温度低,对层压板不产生热反应,不会使基板尺寸改变和造成翘曲现象。
热固型阻焊油墨对基板的附着力和耐热性能优于光固型,故光固型阻焊油墨对印刷电路基板的印前清洁处理的要求,相对来说要严格一些。
4.抗电镀油墨印刷
抗电镀油墨与抗蚀刻油墨一样,也是液型稀碱溶解的油墨,主要用于双面或多层印制板外层线路图形的制作。它的功能是网印负性线路图形,在图形电镀时阻金属离子在其上面形成电镀层,它也可作为抗蚀刻油墨使用。
抗电镀油墨主要分为热固型、光固型和液态感光型。热固型油墨膜层的干燥温度为80~℃,干燥时间8~10min,干燥后的膜层铅笔硬度约为2H,能耐电镀铜、锡铅合金、镍、金镀液并耐酸性或碱性蚀刻液,适宜线宽和间距0.25mm以上的线路板。光固型油墨具有网印性能好、涂层较厚等优点,网印平均水平能达到线宽和间距0.2mm,这是热固型油墨很难达到的,但由于光固型油墨存在固化程度较难掌握并且去墨不方便等缺陷,使光固型油墨难以广泛使用。
液态感光型抗电镀油墨是为解决精细导线图制作而研制的一种油墨(俗称湿膜),它克服了热固型油墨和干膜生产工艺中的一些难题,适合细导线和超细导线的生产,最细线宽可在2.54mm为中心的两焊盘之间形成4根(0.mm)导线,也可用于多层板内层精细导线的制作时作为抗蚀刻油墨使用。
5.酸性油墨印刷
酸性油墨有普通酸性油墨和可溶于碱的酸性油墨。普通酸性油墨的特点是有一定的耐碱性,由于除去时要使用有机溶媒,所以操作时要特别注意。其主要易出现的问题是油墨易剥落、重叠时会产生粘连现象、除去油墨较困难。解决的方法是不要使前处理面氧化,机械研磨时,不要使用含树脂的研磨剂;基板冷却后再堆放;加快腐蚀速度。
可溶于碱的酸性油墨的特点是电镀不用碱时有效,可用碱除去油墨,它主要用于三氯化铁的腐蚀。使用中易出现的问题是出现针孔、锯齿、去除油墨困难和易产生碱液污染等。
解决这些问题的主要方法是避免油墨干使用,因过干时易出现针孔,此时可加稀释剂稀释油墨或改用网孔较大的丝网;腐蚀后迅速用碱液处理,加热碱液,加大喷洗液压;用40~50%强碱液,洗版时再配成10%左右的洗版液。
6.电路板网印定位方法
电路板网印中定位方法正确、合理与否将直接影响网印质量。为保证每次网印的精度,就必须采用严格定位方法,目前广泛使用的是内侧定位法,如图所示。
内侧定位法就是在印制电路板外形机加工线内侧的左下方和右上方的对角线上选择两点为工艺定位孔。要求两点的间距尽可能大一些,且不影响线路的电气性能和外观,两孔的孔径一般控制在0.8~1.0mm。内侧定位法无论对机械操作或手工网印都适用,第一次网印抗蚀油墨时把两个工艺孔和电路图形一道印出来,蚀刻好以后,采用双头台钻一次钻成。如果采用单头钻床,操作孔位要准确,以免造成两孔距离超差,致使定位不准。在网印阻焊油墨及正、反面标记油墨时,都以这两个工艺孔定位。在对印制电路板进行机加工时,如冲孔落料,也应以这两个工艺孔定位。
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