《电子技术应用》

6OZ以上厚铜板阻焊印刷工艺探讨

Research on solder mask technology with heavy copper greater than 6OZ

惠州市金百泽电路科技有限公司 作者:谢军 樊廷慧 陈春
2016/12/14 16:46:00

作者简介:

谢军:男,从事PCB生产10年工作经验,现任金百泽科技制造工程部工艺技术工程师。

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摘  要:厚铜板对铜面要求特殊,面铜要求厚,所以铜面与PP基材间存在很大的高度差,如要求在线路间均匀的填满防焊,过程控制不好,将会导致油墨浮离、假性露铜或油墨不均等不良现象。本文通过对linemask印刷区域、印刷网版开窗大小、印刷静置时间和印刷方式进行试验,改善了假性露铜、油墨不均、气泡等厚铜板阻焊印刷问题,提高了厚铜板阻焊印刷良率。

关键词:厚铜板;阻焊印刷;印刷区域;网版开窗;静置时间

Abstract:There is a great height difference between the copper surface and the PP substrate because special high thickness requirements of heavy copper PCB. It is a great challenge for evenly printing between line and line, resulting in solder mask peeling off, copper exposure and uneven ink thickness. This paper researches on the area of the linemask printing, the size of the screen mesh opening, the deposition time after printing, the different methods of printing, to improve the inferior quality like copper exposure, uneven ink thickness and blister , improves the yield of solder mask printing for heavy copper PCB.

Keywords: Heavy Copper PCB; Solder Mask Printing; Linemask Printing Area; Screen Mesh Opening; Deposition Time

1、 前言

近年来消费类电子产品市场不断发展与成熟,也给各PCB厂商带来了激烈的竞争,在此情况下,一方面各PCB厂商纷纷寻找新的利润点;另一方面各PCB厂商为降低生产成本不断改变代工的产品形态,厚铜板这种只有少部分PCB厂商生产的产品以其单价高的优势成为个PCB厂商追逐的重点;一般将内外层完成铜厚≥2OZ的线路板称为厚铜板,其主要特点是:承载电流大、减少热应变和散热;主要应用于通讯设备、航空航天、平面变压器以及电源模块等;因为厚铜板对铜面要求特殊,铜厚比一般线路板面通铜要厚,所以铜面与PP底材间存在很大的高度差,如要求在铜面及线路间均匀的填满防焊,对于防焊印制的作业方式是个很大挑战,如果过程控制不好或印刷作业人员技术不够,将会导致油墨浮离、假性露铜或油墨不均等不良现象,本文通过不同的方法,对厚铜板的防焊印刷方法进行研究,让阻焊印刷对印刷作业员的技能要求降低,品质外观能有更好的改善。

2、 传统加工说明

传统厚铜板阻焊印刷流程为:

阻焊前处理→阻焊印刷(使用加80-150ml开油水油墨)→静置2-3H→预烤→检验→曝光→显影→检验→阻焊固化→阻焊前处理(不开磨刷)→加印(使用加80-130ml开油水油墨)→静置2H→预烤→检验→曝光→显影→检验→后固化

传统流程的缺点:

①油墨起皱:因厚铜板铜与基材的落差太大,阻焊印刷时铜面与基材位置的油墨会较厚,油墨太厚会造成油墨起皱。

②油墨气泡:油墨太厚时油墨内的起泡较难排排出,预烤后造成油墨气泡;

③流程时间长:静置时间过长,静置过程中容易油墨吸湿造成信赖性不合格;

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图1 厚铜板油墨气泡图片                      图2 厚铜板油墨气泡切片图

3、工艺优化与可靠性评估

3.1 工艺评估

因为上述问题主要为厚铜与基材位置落差太大,油墨堆积过度导致,是否可以在静置时进行气泡去除,减少静置时间,假设如果成立的情况下进行的工艺优化:

改善前流程                    改善后流程

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图3 工艺优化前后对比图

通过工艺优化后,可节省阻焊生产时间3-4H,可彻底解决阻焊气泡问题;除气泡使用真空机,把印刷好的板放进真空机内进行抽真空,使油墨内的起泡进行排出,从而改善阻焊气泡。

3.2 可靠性评估

通过抽真空方式去除印刷后油墨内气泡的印刷板通过阻焊常规测试合格;

表1  真空处理后阻焊可靠性评估

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3.3 小结

通过抽真空方式处理阻焊印刷后的起泡,完全改善了厚铜板阻焊印刷后的气泡不良,且达到了提高阻焊印刷效率3-4H;

4、结论

通过流程优化,厚铜板阻焊印刷品质得到了提升,同时也实现了流程简化、品质提高、效率提升、成本下降、工艺能力提升,有效提高了公司此类产品的交付与竞争能力。


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