CN105137715A - 阻焊感光树脂组合物、印制线路板及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻焊感光树脂组合物以及使用该组合物制作的阻焊感光干膜作为阻焊层的印制线路板及其制作工艺。本发明的阻焊感光树脂组合物，包括以下组分：粘结剂11~13wt%、环氧树脂29~32wt%、单体11~14wt%、光引发剂12~14wt%、附加剂25~29wt%、染料3.5~4.5wt%；以本发明所提供的组合物制备的感光干膜具有多方面的优点：1）机械性能好：本发明的干膜厚度更薄，强度更高，具有很好的耐热冲击能力；2）固化速度快：本发明的感光干膜所需要的曝光时间短，更能保证印制线路板的制作精度，适用于高密度布线的线路板的制作；3）本发明中的感光干膜是通过压力和温度的作用，将其贴附于线路板上，并采用了特定的制作工艺，所制备的阻焊层与线路板之间不会存在气泡。

Description

阻焊感光树脂组合物、印制线路板及其制作工艺

技术领域

本发明涉及印制线路板制作，具体的说涉及一种阻焊感光树脂组合物、以该组合物制成的干膜作为阻焊层的印制线路板及其制作工艺。

背景技术

印制线路板阻焊图形的制作通常有三种方式，丝网版直接印刷阻焊图形、涂布感光湿膜使其固化后产生阻焊图形或贴附感光干膜显影后固化产生阻焊图形。其中，通过贴附感光干膜显影产生阻焊图形的方式更适用于高密度布线的线路板，能精确的和线路板上布线条对准。并且，干膜不易污染焊盘而影响焊接的可靠性。

虽然干膜阻焊层的可靠性更好，但现有阻焊干膜在使用中也存在一些问题，如将阻焊干膜贴压在线路板表面的过程中，因线路板表面有焊盘、布线，所以表面并不平整，加之干膜无流动性，所以干膜和线路板表面之间可能留有气体，气体受热膨胀有使阻焊层破裂的可能，再就是现有干膜比较厚，一般为0.08~0.1mm（约3~4mil），可能造成元件端头焊锡润湿不好，另外，现有干膜阻焊层固化条件严格，若固化温度低或时间短则固化不充分，在清洗时会受溶剂的影响，受热应力时可能产生裂纹，再就是干膜阻焊层耐热冲击能力差，覆盖有干膜阻焊层的线路板在-40~+100℃温度下循环100次就会出现阻焊层裂纹。

为解决干膜类型的阻焊层应用过程中存在的上述问题，需要从干膜的组成成分以及制作工艺、使用方法等方面综合考虑，开发出性能更好的感光干膜。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种用于制备阻焊感光干膜的阻焊感光树脂组合物，以解决现有阻焊感光干膜热力学性能不好、机械性能差的问题。

本发明的目的之二是提供一种以阻焊感光干膜作为阻焊层的印制线路板及其制作工艺，以解决现有印制线路板制作工艺所制备的干膜阻焊层容易留有气泡、阻焊层性能差的问题。

本发明的目的之一是这样实现的：

一种阻焊感光树脂组合物，包括以下组分：

粘结剂11~13wt%、环氧树脂29~32wt%、单体11~14wt%、光引发剂12~14wt%、附加剂25~29wt%、染料3.5~4.5wt%；

其中，所述粘结剂为聚苯乙烯树脂和/或聚苯丁树脂，所述环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂，所述附加剂为苯并三氮唑、三乙二醇双醋酸脂、乙烯和聚丙烯。

本发明所述的阻焊感光树脂组合物，所述组合物中，所述苯丙三氮唑占5~7wt%，所述三乙二醇双醋酸酯占4.5~6.5wt%，所述乙烯占7~8wt%，所述聚丙烯占8.5~10.5wt%。

本发明所述的阻焊感光树脂组合物，所述粘结剂为聚苯乙烯和聚苯丁树脂，所述聚苯乙烯与所述聚苯丁树脂质量比为75~85∶15~25。

本发明的目的之二是这样实现的：

本发明提供了一种印制线路板的制作工艺，其包括以下步骤：

a、贴膜：按常规工艺制作线路板，然后使用压膜机以4-6kg/cm²的压力，在100-120℃下将阻焊感光干膜贴附在所述线路板上；

其中：所述阻焊感光干膜为采用上述阻焊感光树脂组合物制成，所述阻焊感光干膜的厚度为15-55μm；

b、曝光：将所述阻焊感光干膜贴附到线路板上后，在所述阻焊感光干膜上放置掩膜，真空条件下进行紫外曝光，曝光后静置片刻；

c、显影：曝光后，利用显影液使所述阻焊感光干膜显影；

所用显影液为浓度1.0wt%的碳酸钠水溶液或碳酸钾水溶液，显影条件为温度28~32℃、压力1.0-1.5kg/cm²；

d、固化：显影后，将线路板放置于紫外光下，使阻焊感光干膜固化形成阻焊层，然后按常规工艺进行加工，制成成品线路板；

固化条件为：紫外光强度300-400mJ/cm²，温度135-145℃,时间：120-150秒。

本发明所述印制线路板的制作工艺，步骤b中，曝光条件为：真空650-750mmHg、曝光时间30-40秒、曝光能量500-700mJ/cm²。

本发明还提供了一种印制线路板，其结构主要包括上、中、下三层，其下层为基体层，中间层为导电铜箔层，上层为干膜阻焊层；所述干膜阻焊层为上述阻焊感光树脂组合物制成。

本发明所述的印制线路板，所述基体层为两层结构，其上层为绝缘导热层，下层为铝基层。

以本发明所提供的组合物制备的感光干膜具有多方面的优点：

1）机械性能好：本发明的干膜厚度更薄，强度更高，具有很好的耐热冲击能力；

2）固化速度快：本发明的感光干膜所需要的曝光时间短，其曝光时间宽容度达4，大大缩短了曝光时间，在提高的工作效率的同时，更能保证印制线路板的制作精度，更适用于高密度布线的线路板的制作；

3）本发明中的感光干膜是通过压力和温度的作用，将其贴附于线路板上，并且由于感光膜本身不存在粘度，加上其良好的曝光性能和厚度均匀性，并采用了特定的制作工艺，可有效解决现有干膜使用过程中所出现的异常情况，所制备的阻焊层与线路板之间不会存在气泡。

附图说明

图1是所制备的阻焊感光膜的结构示意图。

图2是所制备的成品线路板的横截面结构示意图。

图中：1、PE膜，2、阻焊感光干膜，3、PET膜，4、铜箔线路，5、基体，6、阻焊层，7、绝缘导热层，8、铝基层。

具体实施方式

本发明中所用到的聚苯乙烯树脂分子量为5-6万，市购可得，所用聚苯丁树脂为市购，其牌号为SMA-700；所用聚氨酯改性环氧树脂为市购，其牌号为SL3451。

实施例1

1、制作阻焊感光膜

如图1所示，所制备的阻焊感光干膜由PE膜1、阻焊感光干膜2和PET膜3三层结构构成，具体制作过程如下：

a、称量

粘结剂（聚苯乙烯树脂10g、聚苯丁树脂2g）、环氧树脂（聚氨酯改性环氧树脂32g）、单体(季戊四醇三丙烯酸酯13g)、光引发剂（二甲苯酮13g）、附加剂（苯丙三氮唑5g、三乙二醇双醋酸酯5g、聚丙烯9g、乙烯7g(约相当于5.6L)）、染料（孔雀石绿4g）。

b、将聚苯乙烯、聚苯丁树脂、季戊四醇三丙烯酸酯、二甲苯酮、苯丙三氮唑、三乙二醇双醋酸酯、聚丙烯预混，然后加入到聚氨酯改性环氧树脂中，得到混合物料，然后将混合物料边震荡搅拌边将乙烯溶解到该混合物料中，最后加入染料（孔雀石绿），再次搅拌均匀，得胶液，备用。

c、将b步所制胶液通过涂布机均匀涂布在PET膜上，涂布厚度为30μm，然后置烘箱中低温烘干，最后使用压膜机以热压的方式粘附于PE膜上，制得如图1所示的阻焊感光膜；

具体的，涂布机上胶速度为2m/s，烘箱温度为75℃，压膜机热压温度为60℃、压力为6kg/cm²。

2、制作阻焊层

d、将覆铜板按常规工艺制成线路板，然后使用磨刷去除铜箔线路上的氧化物层及达到增加铜面的粗糙度的目的。

e、将制备的阻焊感光膜上的PE膜保护层去除，然后将其覆盖在线路板上，然后使用压膜机以110℃、5kg/cm²的条件将阻焊感光干膜（后面简称干膜）贴附于线路板上。

f、将干膜贴附到线路板上后，然后去除PET膜保护层，在干膜上放置掩膜，然后进行对位曝光，使干膜接受紫外光照射,使干膜中受紫外光照射的区域内单体发生聚合,曝光的工艺条件是抽真空700mmHg，曝光能量600mJ/cm²，曝光时间35s，曝光级数8级；曝光后静置15分钟。

g、曝光后，使用碳酸钠水溶液将干膜上未聚合的区域去除，这些区域将是以后元器件焊接的地方，而干膜上发生聚合的区域则不与显影液（即碳酸钠水溶液）发生反应，其保留在线路板上作为阻焊层；

所用碳酸钠水溶液的浓度为1.0wt%，显影的温度为30℃，显影的压力为1.3kg/cm²。

h、显影后，将线路板放置于紫外光固化下，固化条件：紫外光强度350mJ/cm²，温度140℃,时间：135秒，使干膜固化形成阻焊层，然后按常规工艺进一步加工，即得成品线路板。

所制作的线路板的横截面如图2所示，在基体5上蚀刻有铜箔线路4，干膜制成的阻焊层6覆盖在铜箔线路4表面。基体5为双层结构，其上层为绝缘导热层7，下层为铝基层8。

所制作的阻焊感光膜的性能检测结果如下表1：

对比例1

将实施例1所制作的干膜材料按照现有工艺制作线路板阻焊层，具体如下：

步骤d-g与实施例1条件相同，

步骤h、显影后，将线路板于温度75℃条件下预烤35min，然后于150℃条件下继续固化50min，使干膜固化形成阻焊层，然后去除线路板上的PET膜保护层，然后按常规工艺进一步加工，即得成品线路板。

实验例：

对实施例1与对比例1所制备的线路板的干膜阻焊层的性能进行检测并进行对比，结果如下表2：

从表2中的检测项目数据对比可以看出，本发明的干膜使用紫外光固化的方式形成的阻焊层在膜厚的均匀性、解析度、硬度方面均比热固化效果优越。

实施例2

相比于实施例1，步骤c中涂布厚度为15μm，其它条件保持不变。

实施例3

相比于实施例1，步骤c中涂布厚度为55μm，其它条件保持不变。

实施例2、实施例3所制备的线路板的干膜阻焊层性能检测结果与实施例1接近。

Claims (7)

1.一种阻焊感光树脂组合物，其特征是，包括以下组分：

粘结剂11~13wt%、环氧树脂29~32wt%、单体11~14wt%、光引发剂12~14wt%、附加剂25~29wt%、染料3.5~4.5wt%；

其中，所述粘结剂为聚苯乙烯树脂和/或聚苯丁树脂，所述环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂，所述附加剂为苯并三氮唑、三乙二醇双醋酸脂、乙烯和聚丙烯。

2.根据权利要求1所述的阻焊感光树脂组合物，其特征是，所述组合物中，所述苯丙三氮唑占5~7wt%，所述三乙二醇双醋酸酯占4.5~6.5wt%，所述乙烯占7~8wt%，所述聚丙烯占8.5~10.5wt%。

3.根据权利要求1所述的阻焊感光树脂组合物，其特征是，所述粘结剂为聚苯乙烯和聚苯丁树脂，所述聚苯乙烯与所述聚苯丁树脂质量比为75~85∶15~25。

4.一种印制线路板的制作工艺，其特征是，包括以下步骤：

a、贴膜：按常规工艺制作线路板，然后使用压膜机以4-6kg/cm²的压力，在100-120℃下将阻焊感光干膜贴附在所述线路板上；

其中：所述阻焊感光干膜为采用权利要求1所述阻焊感光树脂组合物制成，所述阻焊感光干膜的厚度为15-55μm；

b、曝光：将所述阻焊感光干膜贴附到线路板上后，在所述阻焊感光干膜上放置掩膜，真空条件下进行紫外曝光，曝光后静置片刻；

c、显影：曝光后，利用显影液使所述阻焊感光干膜显影；

所用显影液为浓度1.0wt%的碳酸钠水溶液或碳酸钾水溶液，显影条件为温度28~32℃、压力1.0-1.5kg/cm²；

d、固化：显影后，将线路板放置于紫外光下，使阻焊感光干膜固化形成阻焊层，然后按常规工艺进行加工，制成成品线路板；

固化条件为：紫外光强度300-400mJ/cm²，温度135-145℃,时间：120-150秒。

5.根据权利要求4所述印制线路板的制作工艺，其特征是，步骤b中，曝光条件为：真空650-750mmHg、曝光时间30-40秒、曝光能量500-700mJ/cm²。

6.一种印制线路板，其特征是，其下层为基体层，中间层为导电铜箔层，上层为干膜阻焊层；所述干膜阻焊层为采用权利要求1所述阻焊感光树脂组合物制成。

7.根据权利要求6所述的印制线路板，其特征是，所述基体层为两层结构，其上层为绝缘导热层，下层为铝基层。