印制板防焊油墨進入孔內(nèi)改善探討

王云峰 徐燕偉 劉賓華 劉庚新

（勝華電子（惠陽）有限公司，廣東 惠州 516257）

0 前言

印制電路板（PCB）表面普遍涂覆防焊（阻焊）層，較多客戶對PCB雙面開窗孔不允許防焊油墨入孔。當(dāng)雙面開窗孔徑為0.25 mm至0.3 mm時，印刷時孔內(nèi)入油墨后，因孔太小，顯影液沖洗難度大，孔內(nèi)入防焊油墨沖洗不干凈，防焊油墨堵孔或殘留孔內(nèi)，導(dǎo)致客戶在使用時散熱效果差，影響電器性能。小孔徑雙面開窗孔堵孔及孔內(nèi)防焊油殘留問題，是行業(yè)內(nèi)難徹底解決的痛點，對此類問題進行深入研究，文章提出相應(yīng)改善方向。

1 現(xiàn)狀分析

（1）PCB孔內(nèi)堵油目視如圖1所示，該板厚1.5 mm，成品孔徑0.25 mm，厚徑比6:1。

圖1 孔內(nèi)堵油墨目視圖

（2）PCB孔內(nèi)堵油切片如圖2所示，分析顯影速度對孔內(nèi)堵油深度影響。防焊顯影對孔內(nèi)油墨的沖孔能力深度為0.2 mm～0.21 mm，油墨入孔深度超過0.2 mm時，存在油墨堵孔風(fēng)險。

圖2 孔內(nèi)油墨切片圖

2 孔內(nèi)堵油試驗分析

2.1.1 印刷次數(shù)

選取1.5 mm厚度板，孔徑為0.25 mm有銅通孔，防焊網(wǎng)底印刷一次、二次、三次，后烤后切片,隨機取板切片油墨進孔深度如圖3所示。印第二次較印第一次堵孔深度增加0.27 mm，第三次印較第二次印堵孔加深0.05～0.09 mm，印刷次數(shù)越多，孔內(nèi)積油越嚴重。

圖3 印刷不同次數(shù)后孔內(nèi)油墨切片圖

2.1.2 印刷刮網(wǎng)裝置

選取1.5 mm厚度板，0.25有銅通孔，增加刮網(wǎng)裝置，印刷一次、二次，烤后切片確認油墨進孔深度。如圖4所示，每片板印后刮網(wǎng)底，正常一次印刷只有孔口壁上有輕微油墨，忽略防焊油入孔深度;印二次油墨入孔深度0.21 mm～0.24 mm。

圖4 印后刮網(wǎng)底的孔內(nèi)油墨切片圖

2.1.3 防焊顯影速度

防焊顯影速度與孔內(nèi)油墨沖洗深度關(guān)聯(lián),如圖5所示。

圖5 顯影速度對孔內(nèi)油墨的切片圖

2.1.4 噴嘴沖洗能力

顯影段長2.5 m，顯影速度2.5 m，反應(yīng)時間60秒，錐形噴嘴與扇形噴嘴孔內(nèi)油墨沖洗能力，如圖6所示。錐形噴嘴沖洗深度為0.26 mm，扇形扇嘴沖洗深度為0.22 mm，錐形噴嘴較扇形噴嘴沖孔深度能力強0.04 mm，錐形沖孔內(nèi)油墨能力提升18%。

圖6 不同噴嘴對孔內(nèi)油墨切片圖

3 總結(jié)

（1）防焊一次顯影，顯影槽反應(yīng)時間50 s，顯影一段采用錐形噴嘴，第二段采用扇形噴嘴，成品孔徑為0.25 mm時，沖洗孔內(nèi)油墨深度為0.2～0.21 mm，如果防焊印刷時油墨入孔深度超過0.2 mm，存在孔內(nèi)油墨沖洗不掉風(fēng)險。

（2）使用擋點網(wǎng)時，每片板印刷不刮網(wǎng)底，擋點周邊隨著印刷量的增加，網(wǎng)版擋點邊積油墨增加。試驗數(shù)據(jù)分析，一次印刷 0.25 mm孔孔內(nèi)積油墨最大深度可達0.44 mm，第二次印刷可達0.57 mm，第三次可達0.66 mm，孔內(nèi)靜入油墨較多，出現(xiàn)堵孔。出現(xiàn)二次/三次印刷原因：①擋點有偏移，需下油墨位置沒有下油，網(wǎng)版調(diào)正后會印刷第二次；②厚銅板下油不飽滿，如銅厚達到70 μm以上，刮膠印在厚銅上跳刀，下油量不足，或是刮刀不平整，下油墨量不足，調(diào)整后會印刷第二次或第三次；③手碰到板內(nèi)，造成板面油墨缺少，會印刷第二次。

（3）網(wǎng)底增加刮網(wǎng)裝置，使用擋點網(wǎng)時，每板印刷后刮網(wǎng)，第一次印刷孔內(nèi)只有孔壁有輕微入油，第二次印刷時孔內(nèi)入油深度0.21 mm，顯影沖洗時均能夠沖洗掉孔內(nèi)油墨。很多PCB工廠為提升印刷效率及節(jié)省設(shè)備成本，未增加刮網(wǎng)裝置或有刮網(wǎng)裝置沒開啟，在生產(chǎn)雙面開窗不允許進入油墨之通孔時，會造成孔內(nèi)入油堵孔.

（4）從顯影機沖洗孔能力分析，防焊顯影機錐形噴嘴較扇形噴嘴顯影能力更強。顯影反應(yīng)時間均為60秒時，錐形噴嘴顯影孔內(nèi)油墨深度提升0.04 mm，沖孔能力提升幅度18%，錐形噴嘴顯影機第一段設(shè)計顯影能力較強的錐形噴嘴，第二段設(shè)計扇形噴嘴。第二段不能比照第一段設(shè)計錐形噴嘴的原因是顯影能力太強，75 μm～100 μm的阻焊堤易脫落。

（5）顯影速度越慢，孔內(nèi)油墨沖洗越干凈，但顯影速度過慢有一個弊端，會出現(xiàn)顯影過度側(cè)蝕。如顯影速度太慢，防焊油墨單邊側(cè)蝕量大于25 μm以上時，二個IC中間的75 μm～100 μm阻焊堤易脫落。每個公司要結(jié)合板形與防焊油墨性能，合理設(shè)定顯影速度，當(dāng)顯影第一段為錐形噴嘴、第二段為扇形噴嘴，在不同顯影速度時，顯影液濃度1%，顯影噴嘴沖洗壓力0.2 Mpa，0.25 mm成品孔徑孔內(nèi)油墨顯影掉的深度如表1所示。

表1 顯影速度與沖洗孔深度表

4 結(jié)語

雙面開窗0.25 mm孔徑PCB成品，當(dāng)客戶要求不許堵油，由于孔徑小，管控難度大，一直困擾著PCB廠生產(chǎn)作業(yè)。文章通過廠內(nèi)試驗，得出具體的改善辦法，可以通過以下方式有效改善孔內(nèi)入油問題，確保品質(zhì)。

（1）通過顯影機第1段噴嘴由扇形改為錐形噴嘴，顯影沖孔能力提升18%左右，孔內(nèi)入油顯影更易沖洗干凈。

（2）印刷時使用擋點網(wǎng)版生產(chǎn)，將不需要入油的孔做擋點，可減少油墨入孔，油墨入孔少在顯影時更易沖洗干凈。

（3）每印刷一片板后，對網(wǎng)底進行刮網(wǎng)一次，將網(wǎng)底殘留油墨刮除，減少油墨在擋點位置堆積，從而減少印刷時油墨入孔，在顯影時油墨入孔少則更易沖洗干凈。

（5）降低顯影速度，從而讓進入雙面開窗孔孔內(nèi)油墨在顯影段時間變長，進入孔內(nèi)油墨更易沖洗干凈。