CN110139492A - 一种使用导电油墨丝印制作电阻的方法 - Google Patents

一种使用导电油墨丝印制作电阻的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使用导电油墨丝印制作电阻的方法，包括以下步骤：在生产板上制作线路，并在线路上开窗，使线路断开；在开窗处丝印导电油墨；然后通过烘烤使导电油墨固化形成连通线路的电阻；对生产板进行回流焊处理；对导电油墨的两侧边缘进行镭射加工，使电阻两侧的边缘整齐。本发明方法通过优化生产工艺，可防止后工序处理时非导电物质渗入导电油墨中，有效降低了使用导电油墨制作电阻出现的极差波动，并可有效控制电阻宽度的一致性，提高了电阻值的精度。

Description

一种使用导电油墨丝印制作电阻的方法
技术领域
本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体涉及一种使用导电油墨丝印制作电阻的方法。
背景技术
现在行业内主要有两种制作电阻的方式：
1、使用电阻铜箔制作:向供应商采购特定规格的埋阻铜箔(Ni/Cr等合金材料与铜箔压延而成)，然后通过PP片与绝缘基材、普通铜箔等压合在一起，再通过蚀刻等工艺，形成一定外形尺寸以及设计所需电阻值，而制成电阻；其成本约为3000元/平方米，电阻极差在电阻值的10％以内；
2、使用导电油墨制作:通过电镀、蚀刻等在导线上形成一定大小尺寸的间隔，然后在间隔上丝印一定厚度的导电油墨，形成具有一定阻值的通路。此种方法较电阻铜箔制作电阻便宜很多，其成本约20元/平方米，但存在缺点，其电阻极差在电阻值的50％以上。
使用电阻铜箔制作电阻会存在以下缺点和不足：
(1)、由电阻计算公式R＝ρ*L/(W*D)，即ρ为电阻率、L为材料长度、W (宽度)*D(深度)为与电流垂直的电阻截面面积，可知在同质地、厚度相同的电阻材料当中，电阻的大小由L和W决定。由于向供应商采购的埋阻铜箔的规格是有限制的，即ρ一致、埋阻铜箔厚度只有少数几种规格，而电路板的结构和空间尺寸是唯一确定的，导致埋阻空间L和W的尺寸设计是有限的，因而极可能出现设计的埋阻数值与在供应商采购的埋阻铜箔不能匹配，不能实现某些阻值设计，也就是说由于电阻材料以及埋阻厚度的固定，无法实现电路板有限埋阻空间内任意的阻值设计；
(2)、利用电阻铜箔加工制作电阻，其成本很高，约3000元/平方米。
使用导电油墨制作电阻会存在以下缺点和不足：
(1)丝印导电油墨制作的电阻，其宽度外型不规则，边缘参差无序，电阻极差控制难度大；
(2)受外界物质渗入影响，丝印固化后产品电阻值受阻焊等加工的影响较大，特别是阻焊加工，由于油墨中非导电物质渗入导电油墨，会使产品电阻值变大且不稳定，极差波动值可达理论电阻值50％以上，对功能性产生严重影响。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有的技术缺陷，提供一种使用导电油墨丝印制作电阻的方法，该方法通过优化生产工艺，可防止后工序处理时非导电物质渗入导电油墨中，有效降低了使用导电油墨制作电阻出现的极差波动，并可有效控制电阻宽度的一致性，提高了电阻值的精度。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种使用导电油墨丝印制作电阻的方法，包括以下步骤：
S1、在生产板上制作线路，并在线路上开窗，使线路断开；
S2、在开窗处丝印导电油墨；
S3、然后通过烘烤使导电油墨固化形成连通线路的电阻；
S4、对生产板进行回流焊处理；
S5、对导电油墨的两侧边缘进行镭射加工，使电阻两侧的边缘整齐。
进一步的，步骤S2中，先制作网版，所述网版上在对应线路上开窗的位置处镂空，而后利用该网版通过丝印印刷的方式将导电油墨填充至线路上的开窗处。
进一步的，步骤S3中，烘烤时，生产板在150℃下烘烤70min。
进一步的，步骤S4中，回流焊处理采用无铅回流焊，且回流焊处理分为八个阶段进行：
第一阶段：在170℃下加热60s；
第二阶段：在170℃下加热60s；
第三阶段：在170℃下加热60s；
第四阶段：在170℃下加热60s；
第五阶段：在190℃下加热60s；
第六阶段：在240℃下加热60s；
第七阶段：在270℃下加热60s；
第八阶段：在240℃下加热60s。
进一步的，步骤S5中，采用激光镭射机进行镭射加工，且激光镭射机的精度误差控制在±5μm。
进一步的，步骤S5中，激光的参数为：频率100HZ，脉宽5us，基准能量2mj，脉冲数量1。
进一步的，步骤S1中，所述生产板为由半固化片将内层芯板和外层铜箔压合为一体的多层板，且多层板依次经过钻孔、沉铜和全板电镀处理。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过优化工艺生产流程，在固化电阻油墨后，增加回流焊工序，可进一步稳定导电油墨，防止后工序处理过程中非导电物质渗入导电油墨中，有效降低了使用导电油墨制作电阻出现的极差波动，达到控制最终阻值极差波动的目的，提高了电阻值的精度；还在回流焊后增加镭射加工步骤，将丝印导电油墨时向两侧流动形成的不规则边缘经过镭射加工后形成规则的整齐状，从而有效控制电阻的宽度和一致性，进一步提高了电阻值的精度，在较低制作成本的情况下使电阻极差控制在电阻值的10％范围内；并通过严格控制各工艺步骤的参数，在保障导电油墨制成的电阻阻值精度
的同时，确保各加工步骤的参数不影响线路板的品质；采用本发明方法制作电阻时，根据所需电阻值的大小和线路的宽度与厚度计算出在线路上的开窗大小，进而在开窗处制作电阻后可将电阻极差控制在电阻值的10％范围内。
附图说明
图1为实施例中在线路上开窗后的示意图；
图2为实施例中在线路上制作电阻后的示意图。
具体实施方式
为了更充分的理解本发明的技术内容，下面将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。
实施例
本实施例提供一种具有电阻的线路板的制作方法，其中包括在线路上使用导电油墨丝印制作电阻的方法，具体工艺如下：
(1)、开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出芯板，芯板厚度0.8mm，外层铜箔厚度为0.5OZ。
(2)内层线路制作(负片工艺)：内层图形转移，用垂直涂布机在芯板上涂布感光膜，感光膜的膜厚控制8μm，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺 (21格曝光尺)在芯板上完成内层线路曝光，经显影，在芯板上形成内层线路图形；内层蚀刻，将曝光显影后的芯板蚀刻出内层线路，内层线宽量测为 3mil；内层AOI，然后检查内层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷, 有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程。
(3)、压合：芯板过垂直黑化流程，而后将芯板和外层铜箔用半固化片预叠合在一起(具体排板顺序由上到下为铜箔、半固化片、芯板、半固化片、铜箔)，然后根据板料Tg选用适当的层压条件将叠合板进行压合，形成生产板(内层子板)。
(4)、钻孔：根据钻孔资料，使用机械钻孔的方式，在生产板上钻通孔。
(5)、沉铜：在孔壁上通过化学反应的方式沉积一层薄铜，为后面的全板电镀提供基础，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(6)、全板电镀：根据电化学反应的原理，在沉铜的基础上电镀上一层铜。
(7)、制作外层线路(正片工艺)：外层图形转移，采用全自动曝光机和正片线路菲林，以5-7格曝光尺(21格曝光尺)在生产板上完成外层线路曝光，经显影，在产板上形成外层线路图形；外层图形电镀，然后在多层板上分别镀铜和镀锡，镀铜是以1.0-2.2ASD的电流密度全板电镀150min，将面铜厚度镀到1OZ，镀锡是以1.2ASD的电流密度电镀10min，锡厚3-5μm；然后再依次退膜、蚀刻和退锡，在生产板上蚀刻出外层线路，且根据所需电阻值的大小在外层线路中进行开窗，使线路断开(如图1所示)。
(8)、丝印：在开窗处丝印导电油墨；具体的，丝印前先制作网版，该网版上在对应线路上开窗的位置处镂空，而后利用该网版通过丝印印刷的方式将导电油墨填充至外层线路上的开窗处。
(9)、固化：然后通过烘烤使导电油墨固化形成连通外层线路的电阻；烘烤时，生产板在150℃下烘烤70min。
(10)、回流焊：通过回流焊设备对生产板进行回流焊处理，可进一步稳定导电油墨，防止后工序处理过程中非导电物质渗入导电油墨中，有效降低了使用导电油墨制作电阻出现的极差波动，达到控制最终阻值极差波动的目的，提高了电阻值的精度。
上述中，回流焊处理采用无铅回流焊，且回流焊处理分为八个阶段进行：
第一阶段：在170℃下加热60s；
第二阶段：在170℃下加热60s；
第三阶段：在170℃下加热60s；
第四阶段：在170℃下加热60s；
第五阶段：在190℃下加热60s；
第六阶段：在240℃下加热60s；
第七阶段：在270℃下加热60s；
第八阶段：在240℃下加热60s。
(11)、镭射加工：采用激光镭射机对导电油墨的两侧边缘进行镭射加工，且将该激光镭射机的精度误差控制在±5μm；因导电油墨具有流动性，在丝印导电油墨时不可避免的会向两侧流动形成不规则的边缘，进而影响电阻值的极差，经过镭射加工后使电阻边缘形成规则的整齐状，从而有效控制电阻的宽度和一致性，进一步提高了电阻值的精度，在较低制作成本的情况下使电阻极差控制在电阻值的10％范围内。
上述中，镭射加工时的激光的参数为：频率100HZ，脉宽5us，基准能量 2mj，脉冲数量1。
(12)、外层AOI：使用自动光学检测系统，通过与CAM资料的对比，检测外层线路是否有开路、缺口、蚀刻不净、短路等缺陷。
(13)、阻焊、丝印字符：在生产板的表面丝印阻焊油墨后，并依次经过预固化、曝光、显影和热固化处理，使阻焊油墨固化成阻焊层；具体为，采用白网印刷TOP面阻焊油墨，TOP面字符添加"UL标记"，从而在不需焊接的线路和基材上，涂覆一层防止焊接时线路间产生桥接、提供永久性的电气环境和抗化学腐蚀的保护层，同时起美化外观的作用。
(14)、表面处理(沉镍金)：阻焊开窗位的焊盘铜面通化学原理，均匀沉积一定要求厚度的镍层和金层，镍层厚度为：3-5μm；金层厚度为：0.05-0.1 μm。
(15)、成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得线路板。
(16)、电测试：测试成品板的电气导通性能，此板使用测试方法为：飞针测试。
(17)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对线路板外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。
(18)、FQA：再次抽测线路板的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚度、内层铜厚等是否符合客户的要求。
(19)、包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对线路板进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种使用导电油墨丝印制作电阻的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在生产板上制作线路，并在线路上开窗，使线路断开；
S2、在开窗处丝印导电油墨；
S3、然后通过烘烤使导电油墨固化形成连通线路的电阻；
S4、对生产板进行回流焊处理；
S5、对导电油墨的两侧边缘进行镭射加工，使电阻两侧的边缘整齐。
2.根据权利要求1所述的使用导电油墨丝印制作电阻的方法，其特征在于，步骤S2中，先制作网版，所述网版上在对应线路上开窗的位置处镂空，而后利用该网版通过丝印印刷的方式将导电油墨填充至线路上的开窗处。
3.根据权利要求1所述的使用导电油墨丝印制作电阻的方法，其特征在于，步骤S3中，烘烤时，生产板在150℃下烘烤70min。
4.根据权利要求1所述的使用导电油墨丝印制作电阻的方法，其特征在于，步骤S4中，回流焊处理采用无铅回流焊，且回流焊处理分为八个阶段进行：
第一阶段：在170℃下加热60s；
第二阶段：在170℃下加热60s；
第三阶段：在170℃下加热60s；
第四阶段：在170℃下加热60s；
第五阶段：在190℃下加热60s；
第六阶段：在240℃下加热60s；
第七阶段：在270℃下加热60s；
第八阶段：在240℃下加热60s。
5.根据权利要求1所述的使用导电油墨丝印制作电阻的方法，其特征在于，步骤S5中，采用激光镭射机进行镭射加工，且激光镭射机的精度误差控制在±5μm。
6.根据权利要求5所述的使用导电油墨丝印制作电阻的方法，其特征在于，步骤S5中，激光的参数为：频率100HZ，脉宽5us，基准能量2mj，脉冲数量1。
7.根据权利要求1所述的使用导电油墨丝印制作电阻的方法，其特征在于，步骤S1中，所述生产板为由半固化片将内层芯板和外层铜箔压合为一体的多层板，且多层板依次经过钻孔、沉铜和全板电镀处理。
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