印制板防焊油墨进入孔内改善探讨

2022-11-30王云峰徐燕伟刘宾华刘庚新

印制电路信息 2022年11期

王云峰徐燕伟刘宾华刘庚新

（胜华电子（惠阳）有限公司，广东惠州 516257）

0 前言

印制电路板（PCB）表面普遍涂覆防焊（阻焊）层，较多客户对PCB双面开窗孔不允许防焊油墨入孔。当双面开窗孔径为0.25 mm至0.3 mm时，印刷时孔内入油墨后，因孔太小，显影液冲洗难度大，孔内入防焊油墨冲洗不干净，防焊油墨堵孔或残留孔内，导致客户在使用时散热效果差，影响电器性能。小孔径双面开窗孔堵孔及孔内防焊油残留问题，是行业内难彻底解决的痛点，对此类问题进行深入研究，文章提出相应改善方向。

1 现状分析

（1）PCB孔内堵油目视如图1所示，该板厚1.5 mm，成品孔径0.25 mm，厚径比6:1。

图1 孔内堵油墨目视图

（2）PCB孔内堵油切片如图2所示，分析显影速度对孔内堵油深度影响。防焊显影对孔内油墨的冲孔能力深度为0.2 mm～0.21 mm，油墨入孔深度超过0.2 mm时，存在油墨堵孔风险。

图2 孔内油墨切片图

2 孔内堵油试验分析

2.1.1 印刷次数

选取1.5 mm厚度板，孔径为0.25 mm有铜通孔，防焊网底印刷一次、二次、三次，后烤后切片,随机取板切片油墨进孔深度如图3所示。印第二次较印第一次堵孔深度增加0.27 mm，第三次印较第二次印堵孔加深0.05～0.09 mm，印刷次数越多，孔内积油越严重。

图3 印刷不同次数后孔内油墨切片图

2.1.2 印刷刮网装置

选取1.5 mm厚度板，0.25有铜通孔，增加刮网装置，印刷一次、二次，烤后切片确认油墨进孔深度。如图4所示，每片板印后刮网底，正常一次印刷只有孔口壁上有轻微油墨，忽略防焊油入孔深度;印二次油墨入孔深度0.21 mm～0.24 mm。

图4 印后刮网底的孔内油墨切片图

2.1.3 防焊显影速度

防焊显影速度与孔内油墨冲洗深度关联,如图5所示。

图5 显影速度对孔内油墨的切片图

2.1.4 喷嘴冲洗能力

显影段长2.5 m，显影速度2.5 m，反应时间60秒，锥形喷嘴与扇形喷嘴孔内油墨冲洗能力，如图6所示。锥形喷嘴冲洗深度为0.26 mm，扇形扇嘴冲洗深度为0.22 mm，锥形喷嘴较扇形喷嘴冲孔深度能力强0.04 mm，锥形冲孔内油墨能力提升18%。

图6 不同喷嘴对孔内油墨切片图

3 总结

（1）防焊一次显影，显影槽反应时间50 s，显影一段采用锥形喷嘴，第二段采用扇形喷嘴，成品孔径为0.25 mm时，冲洗孔内油墨深度为0.2～0.21 mm，如果防焊印刷时油墨入孔深度超过0.2 mm，存在孔内油墨冲洗不掉风险。

（2）使用挡点网时，每片板印刷不刮网底，挡点周边随着印刷量的增加，网版挡点边积油墨增加。试验数据分析，一次印刷 0.25 mm孔孔内积油墨最大深度可达0.44 mm，第二次印刷可达0.57 mm，第三次可达0.66 mm，孔内静入油墨较多，出现堵孔。出现二次/三次印刷原因：①挡点有偏移，需下油墨位置没有下油，网版调正后会印刷第二次；②厚铜板下油不饱满，如铜厚达到70 μm以上，刮胶印在厚铜上跳刀，下油量不足，或是刮刀不平整，下油墨量不足，调整后会印刷第二次或第三次；③手碰到板内，造成板面油墨缺少，会印刷第二次。

（3）网底增加刮网装置，使用挡点网时，每板印刷后刮网，第一次印刷孔内只有孔壁有轻微入油，第二次印刷时孔内入油深度0.21 mm，显影冲洗时均能够冲洗掉孔内油墨。很多PCB工厂为提升印刷效率及节省设备成本，未增加刮网装置或有刮网装置没开启，在生产双面开窗不允许进入油墨之通孔时，会造成孔内入油堵孔.

（4）从显影机冲洗孔能力分析，防焊显影机锥形喷嘴较扇形喷嘴显影能力更强。显影反应时间均为60秒时，锥形喷嘴显影孔内油墨深度提升0.04 mm，冲孔能力提升幅度18%，锥形喷嘴显影机第一段设计显影能力较强的锥形喷嘴，第二段设计扇形喷嘴。第二段不能比照第一段设计锥形喷嘴的原因是显影能力太强，75 μm～100 μm的阻焊堤易脱落。

（5）显影速度越慢，孔内油墨冲洗越干净，但显影速度过慢有一个弊端，会出现显影过度侧蚀。如显影速度太慢，防焊油墨单边侧蚀量大于25 μm以上时，二个IC中间的75 μm～100 μm阻焊堤易脱落。每个公司要结合板形与防焊油墨性能，合理设定显影速度，当显影第一段为锥形喷嘴、第二段为扇形喷嘴，在不同显影速度时，显影液浓度1%，显影喷嘴冲洗压力0.2 Mpa，0.25 mm成品孔径孔内油墨显影掉的深度如表1所示。