CN102933033B - 一种pi油墨的运用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PI油墨的运用方法，包括调PI油墨、印刷、预烘、对位显影等过程。本发明有效解决了通用的CVL生产流程所存在的各项问题，通过合理运用PI油墨提供了一种新的生产方式，有效的提升了成品的精度及质量，令成品的各项技术指标都得到了显著的提升，同时通过对生产流程的精化，节省了生产时间，节约了大量的人力、物力资源，降低了总体生产成本，促进和提高了生产效率，对于实际生产有着积极和深远的益处。
Description
技术领域
本发明涉及FPC技术领域，具体的涉及一种PI油墨的运用方法。
背景技术
随着电子产品的功能性要求越来越多、性能需求越来越强，电子设备势必会趋向“轻、薄、短、小”以及多功能化。对应于电子设备的发展，相应的FPC（印制板）的布线密度变高，对位偏移量变小，另外PAD（焊盘）体积也越来越小，整体制作难度越来越大。所以，对FPC电路图形的设计和制作要求也随之加大，特别是由于对位偏移量的窄化（现为0.05mm)，导致PAD与PAD之间的精度越来越高。
而对于线路密度不断增加以及偏移量及PAD的高精度化，现行通用的方法是使用覆盖膜（cover layer，简称CVL）来保护FPC，其中CVL的主要作用为：
1）保护铜箔不暴露在空气中，避免铜箔的氧化；
2）为后续的表面处理进行覆盖，如不需要表面处理的区域用CVL覆盖起来；
3）在后续的SMT中，起到阻焊的作用。
现有生产中，采用CVL进行FPC生产的常规流程为：
1）开料：将整卷卷状的CVL安装到自动开料机上，按所需要求调整好所需尺寸和数量，裁切成规定的尺寸的小片状材料，使产品尺寸规划设计得到最佳的利用率。
2）叠板：将自动开料机开好的CVL，以10pnl/叠的标准，用酚醛树脂板包装好，以便于后续钻孔。
3）钻孔：使用数控自动钻孔机和相应工程作的钻带资料，在CVL材料上指定位置形成所规定大小形状的通道。
4）一次检查：依照IPQC检查标准书，对钻孔后的CVL用红胶片和针规进行首检和抽检，主要检查项目为钻偏、多孔、少孔、方向钻反等。
5）裁剪：为保证后续热压合完成的材料和铜箔裸露的位置能够以客户指定需求采用电镀或化学镀方式镀上锡铅或镍金等不同金属，同时为了保证裸露部分端子具有良好的可焊接性能及其它特殊性能要求，在贴合前须将CVL裁剪成所需形状和大小。
6）冲切：利用模具在冲床上将CVL冲切成产品所需裸露窗口，将不需要的废料和CVL分离。
7）假贴：将已开好窗口的CVL和蚀刻后的线路板对准位置后，贴合一在起，但尚未紧密贴合，只是临时性固定在一起。
8）二次检查：对假贴完成的的产品，检查是否有重贴、漏贴、贴反、偏移等不良。
9）压合：将假贴完成的产品，利用热压合提供高温及高压，将CVL的接着剂熔化，用以填充线路之间缝隙，并且紧密结合铜箔材料和保护胶片。
10）检查：对压合完成的产品，检查是否有重贴、漏贴、贴反、偏移等不良。
11）固化：使用恒温烤箱加热产品，使热固胶完全熟化，以确保铜箔与覆盖膜成为一体。
由此可看出，常规的采用CVL的制作流程极其复杂繁琐，且需使用到如钻孔机、冲床等大型设备，因此人员、设备浪费较大，且由于流程节点多其出错率也随之增大,也导致了生产效率低且周期长等问题，不利于生产。此外，在生产过程中，CVL还易出现以下问题点：胶系老化或产品铜箔厚度与胶厚相差大，易出现填充性不好有气泡不良；胶层经加温受压后，开窗位均有0.1mm左右的溢胶，如压合参数设置不当，易出现压不实或喷胶不良，影响PAD可焊面积；线路密度不断增加和偏移量及PAD的高精度化，对于CVL开窗小和PAD要求精度高的产品，无法达到使用要求，常常会发生偏移量超出要求范围、PAD精度不达标等情况。
所以，由于上述一系列缺陷的存在，使得现有的制作工艺面对着很大的挑战，如何提升产品的精度及质量已经成为FPC行业的一大难题。而且，随着产业竞争的日益激烈，在保证质量的前提下降低生产成本，提高生产效率也无疑成为每家企业考虑的重中之重，因此，所面临的上述问题急需得到切实和完善的解决，以提升企业的竞争力，增加效率和收益。在此背景下，行业内开始逐步的寻求能够代替CVL进行FPC生产的方式，如采用其它保护性能相似的物质取代CVL等，但是效果普遍不佳，无法很有效的解决现有生产中的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种效率更佳，且所得成品质量更高的PI油墨的运用方法，具体的是一种运用了PI油墨进行产品生产的方法，本发明通过应用PI油墨改变了原有的生产流程及方式，获得了极有效的生产效果。
本发明通过以下技术方案实现：
一种PI油墨的运用方法，包括如下步骤：
（1）准备PI油墨
准备生产所需PI油墨，所述PI油墨为单剂型油墨，无硬化剂和稀释剂，且免搅拌。
其中，PI油墨是属于感光型软胶油墨，除了有阻焊的功能外，也具备表面散热的特性。当用来保护蚀刻好的线路时，软性油墨会充份的包裹住软排线，耐挠折性极佳，让排线在挠折时有软性油墨的延展保护不会断裂，耐高温度甚至可达400℃（常规的CVL耐高温180-200℃）。
同时，由于PI软性油墨的散热特性，会将电流在排在线的热能藉由油墨从表层散去，如此可提高线路的讯号稳定性。
（2）印刷
通过丝网印刷方式在需要印刷PI油墨的承印物铜面均匀的印刷涂布一层感光PI油墨。所述丝网印刷方式的具体过程如下：
在丝网印版一端倒入PI油墨，用刮刀在丝网印版上倒入PI油墨的部位施加一定压力，同时刮刀朝丝网印版的另一端移动；
在刮板的移动过程中，PI油墨从图文部分的网孔中挤压到承印物上；
在印刷过程中，刮板始终与丝网印版和承印物呈线接触，接触线随刮板移动而移动。
上述印刷过程中，令丝网印版与承印物之间保持一定的间隙，使得印刷时的丝网印版通过自身的张力而产生反作用的回弹力。在回弹力的作用下，丝网印版上刮板产生作用力的部分与承印物之间呈移动式线接触，丝网印版上刮板不产生作用力的其它部分与承印物之间则为脱离状态，这种脱离状态能够使PI油墨与丝网印版之间发生断裂运动。
最后，当刮板刮过整个丝网印版的版面后抬起，同时丝网印版也抬起，并将PI油墨轻刮，使其离开丝网印版，至此完成一个印刷行程。
（3）预烘
将静置好PI油墨的承印物推入热风循环烘箱内，在80℃条件下对承印物进行预烘，预烘时间为26~32min。
其中，热风循环烘箱的温度偏差为±5℃。
特别的，在承印物完成印刷行程后的20min～12H内进行曝光，再进行预烘为佳。
（4）对位曝光
将菲林与承印物重合定位，设定曝光参数为800mj，把定位有菲林的承印物放入曝光机内进行曝光。曝光机使用8kw的曝光灯管和21级光尺，对承印物上的PI油墨进行能量测试，得到符合9-12格标准的最佳能量值。所述曝光过程如下：
1）承印物放入曝光框内，开始吸气，将承印物与曝光框之间的空气完全吸掉，在吸气过程中完成承印物与曝光框的吸附；
2）放置有承印物的曝光框顺轨道进入曝光机内，再延长吸气5秒，打开曝光灯管上面的灯套，使UV光线照射到承印物上，按设置好的曝光参数进行曝光；
3）承印物上的PI油墨完成曝光，其中，与菲林上白色透明的位置对应的PI油墨被UV光线照射，产生聚合反应而硬化；同时，与菲林上黑色的位置对应的PI油墨未被UV光线照射，未产生聚合反应；
4）曝光框退出曝光机，曝光过程完成。
（5）显影
在显影槽中配备1.2%~3%的碳酸钠溶液，依照1.0±0.2 kg/cm2的喷淋压力和1.8±0.2m/min喷淋速度对承印物进行来回冲刷，将承印物上未产生聚合反应的PI油墨去除，只保留产生聚合反应而硬化的PI油墨，形成成品；最后，用喷淋水对成品进行清洗，清楚残留的碳酸钠溶液，显影过程完成。
（6）固化
采用热风循环烤箱，在120℃条件下对成品进行60min的高温烘烤，使PI油墨完全硬化。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明有效解决了通用的CVL生产流程所存在的各项问题，通过合理运用PI油墨提供了一种新的生产方式，有效的提升了成品的精度及质量，令成品的各项技术指标都得到了显著的提升，同时通过对生产流程的精化，节省了生产时间，节约了大量的人力、物力资源，降低了总体生产成本，促进和提高了生产效率，对于实际生产有着积极和深远的益处。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
一种PI油墨的运用方法，通过以下七个步骤实现。
（1）准备PI油墨
所述PI油墨为单剂型油墨，无硬化剂和稀释剂，且免搅拌。无硬化剂，且不添加稀释剂，同时不能搅拌。
（2）印刷
利用丝网印刷方式在需要印刷PI油墨的承印物铜面均匀的印刷涂布一层相应的感光PI油墨。
所述丝网印刷方式的具体过程如下：
利用丝网印版图文部分的网孔透油墨，非图文部分的网孔不透油墨的基本原理进行印刷。印刷时在丝网印版一端倒入PI油墨，用刮刀在丝网印版上倒入PI油墨的部位施加一定压力，同时刮刀朝丝网印版的另一端移动。
在刮板的移动过程中，PI油墨从图文部分的网孔中挤压到承印物上，由于PI油墨的粘性作用而使印迹固着在一定范围之内。
在印刷过程中，刮板始终与丝网印版和承印物呈线接触，接触线随刮板移动而移动。
在上述印刷过程中，令丝网印版与承印物之间保持一定的间隙，使得印刷时的丝网印版通过自身的张力而产生对刮板的反作用力，这个反作用力称为回弹力。由于回弹力的作用，丝网印版上刮板产生作用力的部分与承印物之间呈移动式线接触，丝网印版上刮板不产生作用力的其它部分与承印物之间则为脱离状态。所述脱离状态能够使PI油墨与丝网印版之间发生断裂运动，因此保证了印刷尺寸精度，避免了蹭脏承印物。
最后，当刮板刮过整个丝网印版的版面后抬起，同时丝网印版也抬起，并将PI油墨轻刮，使其离开丝网印版，至此完成一个印刷行程。
（3）预烘
将静置好PI油墨的承印物推入热风循环烘箱内，在80℃条件下对承印物进行预烘，预烘时间为26~32min。通过预烘蒸发PI油墨中所含的水份溶剂，使PI油墨成为不粘的状态，使之不粘菲林。
其中，热风循环烘箱的温度偏差为±5℃。
特别的，在承印物完成印刷行程后的20min～12H内进行曝光后，再进行预烘过程为佳。
（4）对位曝光
将相应的菲林与承印物重合定位，按生产需要设置好曝光参数（如800mj），把定位有菲林的承印物放入曝光机内进行曝光。曝光机使用8kw的曝光灯管，再加上用于测试PI油墨能量的21级光尺，对印刷在承印物上的PI油墨进行能量测试，得到符合9-12格标准的最佳能量值。
所述曝光过程具体如下：
1）承印物放入曝光框内，通过吸气设备开始吸气，将承印物与曝光框之间的空气完全吸掉，吸气过程中，当吸气真空度达到720mmhg 以上时，承印物与曝光框之间完全密合无空气间隙，完成承印物与曝光框的吸附；
2）放置有承印物的曝光框顺轨道进入曝光机内，再延长吸气5秒，打开曝光灯管上面的灯套，使UV光线照射到承印物上，按设置好的曝光参数进行曝光；
3）承印物上的PI油墨完成曝光，其中，与菲林上白色透明的位置对应的PI油墨被UV光线照射，产生聚合反应而硬化；同时，与菲林上黑色的位置对应的PI油墨未被UV光线照射，未产生聚合反应，所以仍是原来的PI油墨；
4）曝光框退出曝光机，曝光过程完成。
（5）显影
PI油墨的特性本身不耐碱，但经曝光发生聚合反应而硬化后会有耐弱碱的特性，所以，根据通过曝光后的PI油墨耐弱碱不耐强碱的原理，在显影槽中配备1.2%~3%的碳酸钠溶液，依照1.0±0.2 kg/cm2的喷淋压力和1.8±0.2m/min喷淋速度对承印物进行来回冲刷，将承印物上未产生聚合反应的PI油墨去除，只保留产生聚合反应而硬化的PI油墨，从而将菲林上图形转移到了承印物上，形成成品。最后，用喷淋水对承印物进行清洗，清楚残留的碳酸钠溶液，显影工程完成。
实际生产中，显影步骤完成后，需要依照IPQC检查标准书，按生产要求对成品上PI油墨各项内容进行全检，检查是否有重贴、漏贴、贴反、偏移等不良，合格的话由进行下一步的固化步骤，再由曝光房批量生产，不合格知会相关人员改善后再进行生产。
（6）固化
成品完成显影后，此时的PI油墨还未完全附着，极易剥离脱落，所以需要通过高温将PI油墨完全硬化附着在成品上。具体的，采用热风循环烤箱，在120℃条件下对成品进行60min的高温烘烤，使PI油墨完全硬化，达到保护线路的目的。
通过生产实测，本发明所得成品与传统的CVL方式所得成品质量对比如下：
1、对位精度
CVL：常规偏移量为0.3mm，虽然符合要求，但偏移量有0.25mm；
本发明：焊盘中心到线路边缘要求±0.05mm，实测± 0.03mm左右，可满足布线密度高，偏移量高精度化要求的产品生产；
2、CVL开窗精度
PAD与PAD中间有导线通过，因产品布线密度高，导线到PAD边缘距离0.1-0.2mm，而CVL的偏移量是0.3mm，如使用CVL生产，会因导线裸露或PAD大小达不到要求造成不良，无法生产。
相对的，本发明所得成品的偏移量只有0.05mm，导线到PAD边缘距离0.1-0.2mm，可达到要求。
3、PAD精度
BGA类产品的PAD成密集型排列，且间距只有0.06-0.1mm，如果使用CVL生产，按其0.3mm的偏移量，根本无法达到要求。
而本发明所得成品的偏移量可达到0.05mm，对于间距0.06-0.1mm 的产品，可达到要求。
4、填充性
CVL：如存放时间过长胶系老化或产品铜箔厚度与胶厚相差大，易出现填充性不好有气泡的不良情况。
本发明：PI油墨为液态，具有流动性，印刷到产品上后，将产品上所有的间隙都填充，不存在填充性不好有气泡等不良情况。
5、边缘断差
CVL：胶层经加温受压后，开窗断差位均有0.1mm左右的溢胶，影响了PAD的可焊面积。
本发明：PI油墨经曝光显影后，油墨边缘断差位置齐整，无不良现象。
Claims (7)
1.一种PI油墨的运用方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)准备PI油墨
所述PI油墨为单剂型油墨，无硬化剂和稀释剂，且免搅拌；
(2)印刷
通过丝网印刷方式在需要印刷PI油墨的承印物铜面均匀的印刷涂布一层PI油墨；
(3)预烘
将静置好PI油墨的承印物推入热风循环烘箱内，在80℃条件下对承印物进行预烘，预烘时间为26-32min；
其中，所述热风循环烘箱的温度偏差为±5℃；
(4)对位曝光
将菲林与承印物重合定位，设定曝光参数，把定位有菲林的承印物放入曝光机内进行曝光；曝光机使用8kw的曝光灯管和21级光尺，对承印物上的PI油墨进行能量测试，得到符合9□12格标准的最佳能量值；
(5)显影
在显影槽中配备碳酸钠溶液，对承印物进行来回喷淋冲刷，将承印物上未产生聚合反应的PI油墨去除，只保留产生聚合反应而硬化的PI油墨，形成成品；最后，用喷淋水对成品进行清洗，清楚残留的碳酸钠溶液，显影过程完成；
(6)固化
采用热风循环烤箱，对成品烘烤，使PI油墨完成硬化；
所述的步骤(2)中的丝网印刷方式具体如下：
在丝网印版一端倒入PI油墨，用刮刀在丝网印版上倒入PI油墨的部位施加一定压力，同时刮刀朝丝网印版的另一端移动；
在刮板的移动过程中，PI油墨从图文部分的网孔中挤压到承印物上；
当刮板刮过整个丝网印版的版面后抬起，同时丝网印版也抬起，并将PI油墨轻刮，使其离开丝网印版，至此完成一个印刷行程；
所述的刮板始终与丝网印版和承印物呈线接触，且接触线随刮板移动而移动；
所述的丝网印版与承印物之间保持一定的间隙，使得印刷时的丝网印版通过自身的张力而产生反作用的回弹力；同时在回弹力的作用下，丝网印版上刮板产生作用力的部分与承印物之间呈移动式线接触，丝网印版上刮板不产生作用力的部分与承印物之间则为脱离状态，所述脱离状态能够使PI油墨与丝网印版之间发生断裂运动。
2.根据权利要求1所述的PI油墨的运用方法，其特征在于在承印物完成所述的步骤(2)后的20min～12H内进行曝光，再进行步骤(3)。
3.根据权利要求1所述的PI油墨的运用方法，其特征在于所述的步骤(4)的具体过程如下：
1)承印物放入曝光框内，开始吸气，将承印物与曝光框之间的空气完全吸掉，在吸气过程中完成承印物与曝光框的吸附；
2)放置有承印物的曝光框顺轨道进入曝光机内，再延长吸气5秒，打开曝光灯管上面的灯套，使UV光线照射到承印物上，按设置好的曝光参数进行曝光；
3)承印物上的PI油墨完成曝光，其中，与菲林上白色透明的位置对应的PI油墨被UV光线照射，产生聚合反应而硬化；同时，与菲林上黑色的位置对应的PI油墨未被UV光线照射，未产生聚合反应，
4)曝光框退出曝光机，曝光过程完成。
4.根据权利要求1所述的PI油墨的运用方法，其特征在于所述的步骤(4)中，设定曝光参数为800mj。
5.根据权利要求1所述的PI油墨的运用方法，其特征在于所述的步骤(5)中，在显影槽中配备1.2％-3％的碳酸钠溶液。
6.根据权利要求1所述的PI油墨的运用方法，其特征在于所述的步骤(5)中，依照1.0±0.2kg/cm2的喷淋压力和1.8±0.2m/min的喷淋速度对承印物进行来回喷淋冲刷。
7.根据权利要求1所述的PI油墨的运用方法，其特征在于所述的步骤(6)中，在120℃条件下对成品进行60min的烘烤。
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