十二
防焊
12.1 制程目的
A. 防焊：留出板上待焊的通孔及其 pad，將所有線路及銅面都覆蓋住，防止波焊時造成的短路,並節省焊錫之用量 。
B. 護板：防止濕氣及各種電解質的侵害使線路氧化而危害電氣性質，並防 止外來的機械傷害以維 持板面良好的絕緣，
C. 絕緣：由於板子愈來愈薄,線寬距愈來愈細,故導體間的絕緣問題日形突 顯,也增加防焊漆絕緣性 質的重要性.
12.2 製作流程
防焊漆,俗稱"綠漆",(Solder mask or
Solder Resist)，為便於肉眼檢查，故於主漆中多加入對眼睛有
幫助的綠色顏料，其實防焊漆了綠色之外尚有黃色、白色、黑色等顏色.
防焊的種類有傳統環氧樹脂 IR 烘烤型,UV 硬化型,
液態感光型(LPISM-Liquid Photo Imagable Solder Mask)等型油墨,
以及幹膜防焊型(Dry
Film, Solder Mask),其中液態感光型為目前制程大宗.所 以本單元只介紹液態感光作業 .
其步驟如下所敘:
銅面處理→印墨→預烤→曝光→顯影→後烤
上述為網印式作業,其他 coating 方式如 Curtain coating
,Spray coating 等有其不錯的發展潛力,後面 也有介紹.
12.2.0 液態感光油墨簡介：
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| 防焊顏色樣品 |
A.
緣起： 液態感光油墨有三種名稱:
－液態感光油墨(Liquid Photoimagable Resist Ink)
－液態光阻油墨(Liquid Photo Resist Ink)
－濕膜(Wet Film 以別於 Dry Film) 其別于傳統油墨的地方，在於電子產品的輕薄短小所帶來的 尺寸精度需求，傳統網版技術無法突破。網版能力一般水準線寬可達 7-8mil 間距可達 10－l5mil，而 現今追求的目標則 Five & Five，乾膜制程則因密接不良而可能有焊接問題，此為液態綠漆發展之原因。
B. 液態油墨分類
a.依電路板制程分類:
－液態感光線路油墨(Liquid Photoimagable Etching
& Plating Resist
Ink)
－液態感光防焊油墨(Liquid Photoimagable Solder
Resist Ink)
b.依塗布方式分類:
－浸塗型(Dip Coating)
－滾塗型(Roller Coating)
－簾塗型(Curtain Coating)
－靜電噴塗型(Electrostatic Spraying)
－電著型(Electrodeposition)
－印刷型(Screen Printing) C.液態感光油墨基本原理
a. 要求
－感光度解像度高-Photosensitivity & Resolution-感光性樹脂
－耐酸堿蝕刻 -Acid & Alkalin
Resistance
－安定性-Stability
－操作條件寬-Wide Operating Condition
－去墨性-Ink Removing b. 主成分及功能
－感光樹脂
－感光
－反應性單體
－稀釋及反應
－感光劑
－啟動感光
－填料
－提供印刷及操作性
－溶劑
－調整流動性
c. 液態感光綠漆化學組成及功能
－合成樹脂(壓克力脂)
－UV 及熱硬化
－光啟始劑(感光劑)
－啟動 UV 硬化
－填充料(填充粉及搖變粉)
－印刷性及尺寸安定性
－色料(綠粉)
－顏色
－消泡平坦劑(介面活性劑)
－消泡平坦
－溶濟(脂類)
－流動性
利用感光性樹脂加硬化性樹脂，產生互穿式聚合物網狀結構(lnter-penetrating Net-Work)，以達到 綠漆的強度。
顯影則是利用樹脂中含有酸根鍵，可以 Na2CO3 溶液顯像，在後烘烤後由於此鍵已被融入樹脂 中，因此無法再被洗掉.
12.2.1. 銅面處理 請參讀四內層製作
12.2.2.
印墨
A 印刷型(Screen Printing)
a. 檔墨點印刷 網板上僅做孔及孔環的檔點阻墨,防止油墨流入孔內此法須注意檔點積墨,問題
b. 空網印 不做檔墨點直接空網印但板子或印刷機臺面可小幅移動使不因積墨流入孔內
c. 有些要求孔塞墨者一般在曝光顯像後針對那些孔在印一次的方式居多
d. 使用網目在 80~120 刮刀硬度 60~70
B. 簾塗型(Curtain Coating)
1978 Ciba-Geigy 首先介紹此制程商品名為 Probimer52, Mass of Germany 則首 度展示 Curtain
Coating 設備
a. 制程特點
1 Viscosity 較網印油墨低
2.Solid Content 較少
3.Coating 厚度由 Conveyor 的速度來決定
4.可混合不同尺寸及不同厚度要求的板子一起生產但一次僅能單面 coating b.
效益
1.
作業員不必熟練印刷技術
2.
高產能
3.
較平滑
4. VOC
較少
5. Coating 厚度控制範圍大且均勻
6.
維護容易
C. Spray
coating 可分三種
a. 靜電 spray b. 無 air
spray c. 有 air
spray
其設備有水準與垂直方式,此法的好處是對板面不平整十時其 cover 性非常好.
另外還有 roller
coating 方式可進行很薄的 coating.
12.2.3.
預烤
A.
主要目的趕走油墨內的溶劑,使油墨部分硬化,不致在進行曝光時黏底片.
B. 溫度與時間的設定,須參照供應商的 data shee.t 雙面印與單面印的預烤條件是不一樣.(所謂雙面
印,是指雙面印好同時預烤)
C. 烤箱的選擇須注意通風及過濾系統以防異物四沾.
D. 溫時的設定,必須有警報器,時間一到必須馬上拿出,否則 overcuring 會造成顯像不盡.
E. Conveyor 式的烤箱,其產能及品質都較佳,唯空間及成本須考量.
12.2.4. 曝光
A. 曝光機的選擇: IR 光源,7~10KW 之能量,須有冷卻系統維持臺面溫度
25~30°C.
B. 能量管理:以 Step tablet 結果設定能量.
C. 抽真空至牛頓環不會移動
D. 手動曝光機一般以 pin 對位,自動曝光機則以 CCD 對位元,以現在高密度的板子設計,若沒有自動 對位勢必無法達品質要求.
12.2.5. 顯像
A. 顯像條件 藥液 1~2% Na2CO3 溫度 30±2°C 噴壓
2.5~3Kg/cm2
B. 顯像時間因和厚度有關,通常在 50~60sec,Break-point 約在 50~70%.
12.2.6. 後烤
A. 通常在顯像後墨硬度不足,會先進行 UV 硬化,增加其硬度以免做檢修時刮傷.
B. 後烤的目的主要讓油墨之環氧樹脂徹底硬化,文字印刷條件一般為 150°C,30min.
12.3 文字印刷
目前業界有的將文字印刷放在噴錫後,也有放在噴錫前,不管何種程式要注意以下幾點: A. 文字不可沾 Pad
B. 文字油墨的選擇要和 S/M 油墨 Compatible. C. 文字要清析可辨識.
12.4. 品質要求
根據 IPC
840C 對 S/M 要求分了三個等級:
Class 1：用在消費性電子產品上如電視、玩具，單面板之直接蝕刻而無需電鍍之板類，只要有漆 覆蓋即可。
Class 2：為一般工業電子線路板用，如電腦、通訊設備、商用機器及儀 器類，厚度要 0.5mil 以 上。
Class 3：為高信賴度長時間連續操作之設備，或軍用及太空電子設備之用途，其厚度至少要１mil 以上。 實務上,表一般綠漆油墨測試性質項目可供參考綠漆制程至此介紹完畢,接下來的制程是表面焊墊的各種處理方式.
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| 防焊切片圖 |
資料來源:參考網路 page 11
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