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一种可消除铅笔痕的PCB阻焊白油光刻工艺的制作方法

2021-10-27 21:40:00 来源:中国专利 TAG:光刻 铅笔 消除 工艺 白油
一种可消除铅笔痕的pcb阻焊白油光刻工艺
技术领域
1.本发明涉及一种pcb制造技术领域,尤其是一种可消除铅笔痕的pcb阻焊白油光刻工艺。


背景技术:

2.铅笔痕:金属在油墨表面碰撞或摩擦后在白油表面留下的类似铅笔印的痕迹,通过橡皮可以摩擦掉。
3.惰性气体:泛指化学性质不活泼的气体,且无味无毒无污染。
4.pcb的阻焊油可以防止电器原件及线路板因潮气和化学品等腐蚀而短路,起到绝缘和保护电路板的作用。随着led的发展,阻焊白油金属基线路板市场占比也越来越大,对pcb的导热和阻焊油反射率的要求也越来越高,led用线路板阻焊白油面反射率受油墨材质、厚度以及固化方式有关。常规阻焊白油成像用led uv曝光机曝光,但由于其涉及二次转移技术,精度不高,吸真空时表面受菲林挤压而存在菲林印,影响表面光洁度,无法满足高端的白油板的要求。用激光成像工艺能很好的提高产品的精度,但是由于金属基线路板在完成阻焊和文字后要进行冲压及v割等成型工序,到客户还要smt贴片,阻焊油表面经常要和金属基相摩擦,阻焊油工艺的不良会导致白油面和金属相摩擦后产生发黑的铅笔印的痕迹,严重影响产品的反射率。虽通过抛刷等方法能减少部分不良,但费工费时,效果不佳。
5.在大幅面光刻机光刻阻焊白油的过程中,由于阻焊白油油墨覆盖层比较厚(0.025mm以上),当前使用了比较高的能量进行光刻图形曝光处理,加工速度很低,导致产能严重不足;阻焊白油墨在使用光刻机进行图形曝光处理后,经显影处理只留下阻焊层部分油墨,再高温固化后得到全部固化;但是白油墨表面在产品相互有摩擦或者刮划的情况下,会有黑色划痕的出现,对于有高反射率要求的电路板,这些黑色划痕的存在就让此电路板成为了不良品;进行后道工序加工时就只能隔层垫胶膜进行保护,取放时还要格外仔细,增加了成本同时也降低了生产效率,但也免不了给客户使用时还会有黑色划痕的出现。
6.目前解决以上问题常规的方法是1、寻找一种能适合激光成像工艺的油墨。但目前国内外还没有找到合适的油墨厂家。2、极大的提高光刻的能量密度,但对设备要求和成本太高,没有性价比。 3、在pcb制程中覆盖保护薄膜,但此方法费事费力,后续smt时还存在此问题。
7.同时1、由于光刻机单位时间曝光能量无法改变,所以只能增加单位区域内的曝光停留时间,达到单位面积曝光能量的等比例增加来提高曝光能量,虽然达到了产品的高精度及曝光工艺要求,同时也导致了产能的不足;要增加产能,就一定要降低单位面积的曝光能量,同时又能达到曝光工艺要求。2、要降低成本及提高产品质量,就要从根本上解决油墨表面曝光后会出现的黑色划痕问题。
8.所以,对激光光刻成像的阻焊白油铅笔印问题是业内急需解决的技术问题。


技术实现要素:

9.本发明的目的就是解决现有技术中的问题,提出一种可消除铅笔痕的pcb阻焊白油光刻工艺,能够消除激光成像阻焊白油工艺的铅笔痕。
10.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种可消除铅笔痕的pcb阻焊白油光刻工艺,包括以下步骤:(1)前处理,其用于除去pcb表面氧化层;(2)开油,将线路感光油墨不添加开油水,粘度控制在140

170dga
·
s,阻焊油加10%稀释剂;(3)涂覆线路感光油墨,其厚度控制在12

15微米;(4)一次静置,通过水平传输带静置1分钟;(5)一次烘干;(6)一次冷却,冷却至常温;(7)一次激光成像,激光密度为60mj,速度为200mm/s;(8)一次显影,在碳酸钾溶液中完成线路图形;(9)中处理;(10)涂覆阻焊油,干膜表面控制厚度20

25微米;(11)二次静置,通过水平传输线静置1分钟;(12)二次烘干;(13)二次冷却,传送暂存机冷却10分钟至常温;(14)在氮气或惰性气体的保护下进行光刻;(15)二次激光成像,激光密度220mj,速度54mm/s; (16)二次显影,在碳酸钾溶液中完成阻焊显影;(17)高温烘烤,入高温隧道炉烘烤,其温区为 100/150/150/150/150/120/100,速度为0.2m/min。
11.作为优选:所述步骤(1)前处理具体处理方法为:将覆铜板整料稀酸浸泡,而后通过水洗、酸洗、水洗、320目及500目尼龙刷抛刷、水洗、市水洗、烘干。
12.作为优选:所述步骤(5)一次烘干具体处理方法为:通过水平隧道炉加热烘干,其温区分为 100/120/120/120/120/105/100度,其速度为7米每分钟。
13.作为优选:所述步骤(9)中处理具体的处理方法为:按水洗、酸洗、水洗、500目抛刷、水洗、市水洗、烘干流程完成。
14.作为优选:所述步骤(12)二次烘干具体处理方法为:通过水平隧道炉加热烘烤,其温区分别为110/145/150/160/160/160/150/120度。
15.作为优选:所述步骤(14)具体处理方法为:在曝光时喷出氮气或惰性气体,并保持正在曝光区域一直有气体的保护;其氮气或惰性气体的气体纯净度99%,气体流量为4立方/小时,气体压力为0.7mpa。
16.作为优选:所述惰性气体为氩(ar)或二氧化碳。
17.本发明的有益效果是:
18.1、通过采用光刻成像白油阻焊,激光的能量和光刻速度,阻焊油的油墨粘度、涂覆的油墨厚薄、静置时间预烤的温度速度、氮气保护的纯度和流量,来提升白油pcb的硬度和反射率及提高绝缘保护的力度。
19.2、通过惰性气体或用氮气做保护气,避免光刻时水蒸气和氧气对光刻油墨的自由基产生影响。确保了光刻白油成像的速度,白油表面固化后的光洁度和硬度,消除了金属与白油表面摩擦产生的铅笔痕现象,反射率得到了保证,再用氮气或惰性气体做保护气,可以防止紫外线光刻时,有臭氧产生从而影响油墨的硬度和光洁度。
20.3、本技术自行设计使用喷氮气或惰性气体保护做光刻生产,不仅保护了激光光刻油墨固化过程中的能量,也避免了臭氧产生而对大气的污染,大大降低了单位曝光强度,从而提高了300%以上的曝光速度,极大地提升了产品的产量,同时也解决了白油面刻画后有发黑划痕的问题,极大地提高了白油pcb的硬度和反射率。
21.4、光刻机应用气体保护技术后曝光速度极大提高,不有气体保护时曝光速度仅有35mm/秒,有气体保护后达到140mm/秒。产品具有1)精度高。使用光刻机图形曝光处理,图形
边沿平直光滑,阻焊层与线路重合精准。2)反光率得到极大提高。有气体保护后,油墨内的自由基没有损失,油墨的光泽度提高了,反光率得到保证。
22.5、其中保护气采用氮气时,氮气制造方便,价格低且安全。
23.6、生产效率提高几倍,油墨光泽度好,反光率好,牢固度好,没有铅笔痕发黑现象。能广泛应用于照明、家电、汽车电子、军工等领域。
具体实施方式
24.本发明中,自主研究利用氮气或惰性气体等来隔离光刻机光刻带所在区域的氧气和水蒸汽,对油墨和光能量进行保护。从而导致的白油阻焊表面硬度和反射率的大幅降低,消除发黑划痕的产生,提高白油pcb板的硬度和光泽度。
25.其中可以在1.25m*1.25m的大幅面光刻机中,设计安装一个简单的喷出保护气体喷出装置,保持正在曝光区域一直有氮气或惰性气体的保护。此装置与光刻机实现联动,只在曝光时才喷出保护气体,并且只覆盖光带照射区域,达到最省成本的方式。只在曝光时才喷出惰性气体,并且只覆盖光带照射区域,既达到良好的光刻曝光质量,又最大限度节约保护气体的消耗。
26.本技术可应用于1.25m*1.25m大尺寸pcb光刻设备,也适应1.56m2以下不同规格pcb的加工需要。
27.能量格显示4格,曝光后油墨光泽度好,高温固化后油墨牢固度好,油墨发黑问题得到解决。
28.其中曝光的原理是油墨中的自由基与紫外光进行光反应,进而使曝光的部分聚合固化。空气中的氧气和水蒸汽会大量消耗光能量和油墨中的自由基,导致了曝光时到达油墨表面的能量不足和极大地降低了油墨表面的硬度和光泽度。所以,要去除正在曝光的油墨位置的氧气和水蒸汽,最优使用惰性气体保护。本项目研究发现了用一种氮气或惰性气体做大幅面光刻机光刻白油阻焊的保护气,能很好的解决光刻白油板速度和白油板板面发黑划痕的问题。设计了一种喷出保护气体的装置,保持正在曝光区域一直有气体的保护。此装置只在激光光刻时才喷出惰性气体、氮气等保护气体,并且只覆盖光带照射区域,达到最省成本的方式。提高了300%以上的曝光速度,极大地提升了产品的产量。解决了白油面摩擦有发黑划痕的问题,极大地提高了油墨的硬度和光泽度。
29.实施例一:
30.本实施例包括以下步骤:(1)前处理,其用于除去pcb表面氧化层,具体的将覆铜板整料稀酸浸泡,除去表面氧化层,便于涂覆线路感光油墨。其中浸泡后还包含水洗、酸洗、水洗、320目及500目尼龙刷抛刷清洗干燥、水洗、市水洗、烘干。(2)开油,将线路感光油墨不添加开油水,粘度控制在150dgα
·
s,阻焊油加10%稀释剂;(3)涂覆线路感光油墨,其厚度控制在13微米;(4) 一次静置,通过水平传输带静置1分钟;(5)一次烘干,其通过水平隧道炉加热烘干,其温区分为100/120/120/120/120/105/100度,其速度为7米每分钟;(6)一次冷却,冷却至常温;(7)一次激光成像,激光密度为60mj,速度为200mm/s;(8)一次显影,在碳酸钾溶液中完成线路图形,其中按常规现有且本领域人员常用的方式完成线路图形;(9)中处理,按水洗、酸洗、水洗、500 目抛刷、水洗、市水洗、烘干流程完成;(10)涂覆阻焊油,干膜表面控制厚度23微米;(11)二次静置,通过水平传输线静置1分钟;(12)二次烘干,通过水平隧
道炉加热烘烤,其温区分别为 110/145/150/160/160/160/150/120度;(13)二次冷却,其通过传送暂存机冷却10分钟至常温; (14)在氮气的保护下进行光刻,在曝光时喷出氮气,并保持正在曝光区域一直有气体的保护;其氮气的气体纯净度99%,气体流量为4立方/小时,气体压力为0.7mpα;(15)二次激光成像,激光密度220mj,速度54mm/s;(16)二次显影,在碳酸钾溶液中完成阻焊显影,其中按常规现有且本领域人员常用的显影方式完成阻焊显影(17)高温烘烤,入高温隧道炉烘烤,其温区为 100/150/150/150/150/120/100,速度为0.2m/min。
31.实施例二:
32.本实施例包括以下步骤:(1)前处理,其用于除去pcb表面氧化层,具体的将覆铜板整料稀酸浸泡,除去表面氧化层,便于涂覆线路感光油墨。其中浸泡后还包含水洗、酸洗、水洗、320目及500目尼龙刷抛刷清洗干燥、水洗、市水洗、烘干。(2)开油,将线路感光油墨不添加开油水,粘度控制在140dga
·
s,阻焊油加10%稀释剂;(3)涂覆线路感光油墨,其厚度控制在12微米;(4) 一次静置,通过水平传输带静置1分钟;(5)一次烘干,其通过水平隧道炉加热烘干,其温区分为100/120/120/120/120/105/100度,其速度为7米每分钟;(6)一次冷却,冷却至常温;(7)一次激光成像,激光密度为60mj,速度为200mm/s;(8)一次显影,在碳酸钾溶液中完成线路图形,其中按常规现有且本领域人员常用的方式完成线路图形;(9)中处理,按水洗、酸洗、水洗、500 目抛刷、水洗、市水洗、烘干流程完成;(10)涂覆阻焊油,干膜表面控制厚度20微米;(11)二次静置,通过水平传输线静置1分钟;(12)二次烘干,通过水平隧道炉加热烘烤,其温区分别为 110/145/150/160/160/160/150/120度;(13)二次冷却,其通过传送暂存机冷却10分钟至常温; (14)在氮气的保护下进行光刻,在曝光时喷出氮气,并保持正在曝光区域一直有气体的保护;其氮气的气体纯净度99%,气体流量为4立方/小时,气体压力为0.7mpa;(15)二次激光成像,激光密度220mj,速度54mm/s;(16)二次显影,在碳酸钾溶液中完成阻焊显影,其中按常规现有且本领域人员常用的显影方式完成阻焊显影(17)高温烘烤,入高温隧道炉烘烤,其温区为 100/150/150/150/150/120/100,速度为0.2m/min。
33.实施例三:
34.本实施例包括以下步骤:(1)前处理,其用于除去pcb表面氧化层,具体的将覆铜板整料稀酸浸泡,除去表面氧化层,便于涂覆线路感光油墨。其中浸泡后还包含水洗、酸洗、水洗、320目及500目尼龙刷抛刷清洗干燥、水洗、市水洗、烘干。(2)开油,将线路感光油墨不添加开油水,粘度控制在170dga
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s,阻焊油加10%稀释剂;(3)涂覆线路感光油墨,其厚度控制在15微米;(4) 一次静置,通过水平传输带静置1分钟;(5)一次烘干,其通过水平隧道炉加热烘干,其温区分为100/120/120/120/120/105/100度,其速度为7米每分钟;(6)一次冷却,冷却至常温;(7)一次激光成像,激光密度为60mj,速度为200mm/s;(8)一次显影,在碳酸钾溶液中完成线路图形,其中按常规现有且本领域人员常用的方式完成线路图形;(9)中处理,按水洗、酸洗、水洗、500 目抛刷、水洗、市水洗、烘干流程完成;(10)涂覆阻焊油,干膜表面控制厚度25微米;(11)二次静置,通过水平传输线静置1分钟;(12)二次烘干,通过水平隧道炉加热烘烤,其温区分别为 110/145/150/160/160/160/150/120度;(13)二次冷却,其通过传送暂存机冷却10分钟至常温; (14)在氮气的保护下进行光刻,在曝光时喷出氮气,并保持正在曝光区域一直有气体的保护;其氮气的气体纯净度99%,气体流量为4立方/小时,
气体压力为0.7mpα;(15)二次激光成像,激光密度220mj,速度54mm/s;(16)二次显影,在碳酸钾溶液中完成阻焊显影,其中按常规现有且本领域人员常用的显影方式完成阻焊显影(17)高温烘烤,入高温隧道炉烘烤,其温区为 100/150/150/150/150/120/100,速度为0.2m/min。
35.实施例四:
36.本实施例包括以下步骤:(1)前处理,其用于除去pcb表面氧化层,具体的将覆铜板整料稀酸浸泡,除去表面氧化层,便于涂覆线路感光油墨。其中浸泡后还包含水洗、酸洗、水洗、320目及500目尼龙刷抛刷清洗干燥、水洗、市水洗、烘干。(2)开油,将线路感光油墨不添加开油水,粘度控制在150dga
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s,阻焊油加10%稀释剂;(3)涂覆线路感光油墨,其厚度控制在13微米;(4) 一次静置,通过水平传输带静置1分钟;(5)一次烘干,其通过水平隧道炉加热烘干,其温区分为100/120/120/120/120/105/100度,其速度为7米每分钟;(6)一次冷却,冷却至常温;(7)一次激光成像,激光密度为60mj,速度为200mm/s;(8)一次显影,在碳酸钾溶液中完成线路图形,其中按常规现有且本领域人员常用的方式完成线路图形;(9)中处理,按水洗、酸洗、水洗、500 目抛刷、水洗、市水洗、烘干流程完成;(10)涂覆阻焊油,干膜表面控制厚度23微米;(11)二次静置,通过水平传输线静置1分钟;(12)二次烘干,通过水平隧道炉加热烘烤,其温区分别为 110/145/150/160/160/160/150/120度;(13)二次冷却,其通过传送暂存机冷却10分钟至常温; (14)在惰性气体的保护下进行光刻,在曝光时喷出惰性气体,并保持正在曝光区域一直有气体的保护;其惰性气体的气体纯净度99%,气体流量为4立方/小时,气体压力为0.7mpα;(15)二次激光成像,激光密度220mj,速度54mm/s;(16)二次显影,在碳酸钾溶液中完成阻焊显影,其中按常规现有且本领域人员常用的显影方式完成阻焊显影(17)高温烘烤,入高温隧道炉烘烤,其温区为100/150/150/150/150/120/100,速度为0.2m/min。
37.其中惰性气体可以为氩气或二氧化碳。
38.实施例五:
39.本实施例包括以下步骤:(1)前处理,其用于除去pcb表面氧化层,具体的将覆铜板整料稀酸浸泡,除去表面氧化层,便于涂覆线路感光油墨。其中浸泡后还包含水洗、酸洗、水洗、320目及500目尼龙刷抛刷清洗干燥、水洗、市水洗、烘干。(2)开油,将线路感光油墨不添加开油水,粘度控制在140dga
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s,阻焊油加10%稀释剂;(3)涂覆线路感光油墨,其厚度控制在12微米;(4) 一次静置,通过水平传输带静置1分钟;(5)一次烘干,其通过水平隧道炉加热烘干,其温区分为100/120/120/120/120/105/100度,其速度为7米每分钟;(6)一次冷却,冷却至常温;(7)一次激光成像,激光密度为60mj,速度为200mm/s;(8)一次显影,在碳酸钾溶液中完成线路图形,其中按常规现有且本领域人员常用的方式完成线路图形;(9)中处理,按水洗、酸洗、水洗、500 目抛刷、水洗、市水洗、烘干流程完成;(10)涂覆阻焊油,干膜表面控制厚度20微米;(11)二次静置,通过水平传输线静置1分钟;(12)二次烘干,通过水平隧道炉加热烘烤,其温区分别为 110/145/150/160/160/160/150/120度;(13)二次冷却,其通过传送暂存机冷却10分钟至常温; (14)在惰性气体的保护下进行光刻,在曝光时喷出惰性气体,并保持正在曝光区域一直有气体的保护;其惰性气体的气体纯净度99%,气体流量为4立方/小时,气体压力为0.7mpα;(15)二次激光成像,激光密度220mj,速度54mm/s;(16)二次显影,在碳酸钾溶液中完成阻焊显影,其中按常规现有且本领域人员常用的显影方式完
成阻焊显影(17)高温烘烤,入高温隧道炉烘烤,其温区为100/150/150/150/150/120/100,速度为0.2m/min。
40.其中惰性气体可以为氩气或二氧化碳。
41.实施例六:
42.本实施例包括以下步骤:(1)前处理,其用于除去pcb表面氧化层,具体的将覆铜板整料稀酸浸泡,除去表面氧化层,便于涂覆线路感光油墨。其中浸泡后还包含水洗、酸洗、水洗、320目及500目尼龙刷抛刷清洗干燥、水洗、市水洗、烘干。(2)开油,将线路感光油墨不添加开油水,粘度控制在170dga
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s,阻焊油加10%稀释剂;(3)涂覆线路感光油墨,其厚度控制在15微米;(4) 一次静置,通过水平传输带静置1分钟;(5)一次烘干,其通过水平隧道炉加热烘干,其温区分为100/120/120/120/120/105/100度,其速度为7米每分钟;(6)一次冷却,冷却至常温;(7)一次激光成像,激光密度为60mj,速度为200mm/s;(8)一次显影,在碳酸钾溶液中完成线路图形,其中按常规现有且本领域人员常用的方式完成线路图形;(9)中处理,按水洗、酸洗、水洗、500 目抛刷、水洗、市水洗、烘干流程完成;(10)涂覆阻焊油,干膜表面控制厚度25微米;(11)二次静置,通过水平传输线静置1分钟;(12)二次烘干,通过水平隧道炉加热烘烤,其温区分别为 110/145/150/160/160/160/150/120度;(13)二次冷却,其通过传送暂存机冷却10分钟至常温; (14)在惰性气体的保护下进行光刻,在曝光时喷出惰性气体,并保持正在曝光区域一直有气体的保护;其惰性气体的气体纯净度99%,气体流量为4立方/小时,气体压力为0.7mpa;(15)二次激光成像,激光密度220mj,速度54mm/s;(16)二次显影,在碳酸钾溶液中完成阻焊显影,其中按常规现有且本领域人员常用的显影方式完成阻焊显影(17)高温烘烤,入高温隧道炉烘烤,其温区为100/150/150/150/150/120/100,速度为0.2m/min。
43.其中惰性气体可以为氩气或二氧化碳。
44.上述实施例是对本发明的说明,不是对本发明的限定,任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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