CN110402035A - 使用双剂型防焊油墨在电路板上形成防焊层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在电路板上形成防焊层的方法，双剂型防焊油墨的防焊主剂及硬化剂混合为防焊混合浆料后，被涂布于一表面平整的膜状载体上，成为防焊薄膜，且防焊混合浆料被预先干燥后，防焊薄膜才层合于电路板表面，所形成的防焊层具有极高的平整度。
Description
技术领域
本发明是关于一种电路板的制程，特别是关于一种在电路板上形成防焊层的方法。
背景技术
电路板表面一般涂布有防焊层，将不需要焊接的部分导体加以遮盖。网版印刷是目前常用于在电路板表面涂布防焊层的方法，其利用网布将防焊油墨涂布在电路板表面，而后将防焊油墨加以烘干，所使用的防焊油墨通常是双剂型防焊油墨，其包括分开包装的主剂及硬化剂，在涂布前，才将主剂与硬化剂混合，以免防焊油墨硬化过度而造成防焊层破裂或剥落。
由于防焊油墨涂布前，电路板表面已形成电路，这使得后续网版印刷、烘干形成的防焊层的表面平整度不佳，其加工误差可能高达±10μm，且电路板不同部位的防焊层厚度仍可能有所不同，不同电路板的防焊层厚度也经常有所差异，而有稳定性不足的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种能提高防焊层表面平整度的加工方法。
为了达成上述及其它目的，本发明提供一种使用双剂型防焊油墨在电路板上形成防焊层的方法，其包括：
将含有光可成像防焊树酯的防焊主剂及硬化剂混合为一防焊混合浆料；
将该防焊混合浆料涂布于一膜状载体，成为一防焊薄膜；
将该防焊薄膜上的防焊混合浆料干燥为一防焊层；
将该防焊薄膜贴覆于一载有线路层的电路板表面，该防焊层与该该电路板接触；以及
移除该膜状载体。
本发明人发现，通过将双剂型油墨预先涂布于膜状载体、使其干燥，而后再将防焊薄膜贴覆于电路板表面，所形成的防焊层平整度可显著提升，加工误差可大幅降低至±2μm。
具体实施方式
本发明的特征在于，双剂型防焊油墨(double liquid type solder mask ink)的防焊主剂及硬化剂(Hardener)混合为防焊混合浆料后，并不通过网版印刷、滚轮涂布或垂帘涂布等方式直接涂布在电路板表面，而是将防焊混合浆料涂布于一表面平整的膜状载体上，成为防焊薄膜，且防焊混合浆料被预先干燥后，防焊薄膜才层合于电路板表面，所形成的防焊层具有极高的平整度。
所述双剂型防焊油墨可以是热硬化防焊油墨、光硬化防焊油墨或其组合。
其中，所述的防焊主剂含有光可成像防焊树酯，其以含羧基光可成像树酯为佳，或者并用环氧树酯与含羧基光可成像树酯，或者并用其它热硬化性树酯、光硬化性树酯与含羧基光可成像树酯。举例而言，光可成像防焊树酯包能是不饱和羧酸与含不饱和基化合物的共聚物、或含羧基二醇化合物与二醇化合物的加成聚合物。含羧基光可成像树酯的酸价可介于20-200mgKOH/g，重量平均分子量可介于2000-150000。
防焊主剂除了光可成像防焊树酯外，亦可能含有其它电子材料领域中现有技术的其它添加剂，例如有机溶剂、抗氧化剂、充填剂、分散剂、着色剂、可塑剂、抗静电剂、抗老化剂、紫外线吸收剂、消泡剂、热聚合防止剂、耦合剂、难燃剂、防霉剂、平坦剂、增黏剂、脱膜剂、表面改质剂、安定剂。
举例而言，防焊主剂例如是中国台湾太阳油墨股份有限公司所贩卖的商品型号PSR-4000 EG23A、PSR-4000 AUS308或PSR-2000 WT500防焊主剂、或互应化学工业株式会社所贩卖的商品型号PSR-550RE HR3A或PSR-550D防焊主剂。
视双剂型防焊油墨的热硬化或光硬化特性，前述硬化剂可能包含光聚合起使剂、硬化助剂、硬化触媒或其组合。防焊主剂与硬化剂混合后，双剂型防焊油墨才开始硬化反应；在两者混合前，防焊主剂及硬化剂不发生硬化反应。
所述光聚合起使剂例如为膦氧化物类光聚合起使剂。所述硬化助剂例如为多官能酚化物、聚羧酸及其酸酐、脂肪族或芳香族的一级胺或二级胺、聚酰胺树酯或异氰酸酯化合物。所述硬化触媒例如为环氧化合物、氧杂环丁烷化合物或其组合。
所述硬化剂也可能进一步含有其它电子材料领域中现有技术的其它添加剂，例如有机溶剂、抗氧化剂、充填剂、分散剂、着色剂、可塑剂、抗静电剂、抗老化剂、紫外线吸收剂、消泡剂、热聚合防止剂、耦合剂、难燃剂、防霉剂、平坦剂、增黏剂、脱膜剂、表面改质剂、安定剂。
举例而言，硬化剂例如是中国台湾太阳油墨股份有限公司所贩卖的商品型号CA-40 AUS308或CA-40 G24硬化剂、或互应化学工业株式会社所贩卖的商品型号LS-55RE RM-3或LS-55D硬化剂。
前述防焊混合浆料混合后可得一防焊混合浆料，并可通过添加稀释剂将防焊混合浆料调整至适当的黏度，例如10-200dPa·s，较佳为10-100dPa·s。
所述稀释剂例如为二甲基乙酰胺、甲基乙基酮、环己酮、甲苯、二甲苯、四甲基苯、溶纤剂、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、卡必醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇二乙基醚、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、三丙二醇单甲基醚、乙酸乙基酯、乙酸丁基酯、乳酸丁基酯、醋酸纤维素、丁基醋酸纤维素、卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、二丙二醇单甲基醚乙酸酯、碳酸丙烯酯、脂肪族烃类、石油醚、石脑油、溶煤石油精等的石油系溶剂或其组合。
制备完防焊混合浆料后，将防焊混合浆料涂布于一表面平整的膜状载体，成为一防焊薄膜。所述膜状载体的表面可为光滑面或雾面。所述膜状载体可为聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)或其它聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚酰胺酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜等，其厚度较佳介于10-150μm。所述涂布例如使用唇形涂布机进行。
而后，令防焊薄膜通过烘干机，将防焊混合浆料干燥为防焊层，防焊层厚度可介于10-200μm，较佳介于10-50μm，其加工误差可控制在±1μm，烘干机温度例如为50-150℃，视防焊混合浆料特性，防焊薄膜亦可连续通过多个烘干机进行阶段式烘干。干燥后的防焊层通常具有指触干燥特性，但未完全硬化。
烘干后的防焊薄膜的防焊层具有一相对于膜状载体的表面，为避免该表面受到污染，可在防焊混合浆料干燥后层合一保护膜于该表面，所述保护膜可为聚乙烯薄膜、具四氟乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或经表面处理的纸。
而后，利用压合机将防焊薄膜层合于一具有线路层的电路板表面，且防焊层与电路板接触。在防焊薄膜具有保护膜的场合，在层合前需将保护膜移除。防焊薄膜需在防焊层完全硬化前层合于电路板表面，较佳者，在防焊混合浆料调制完成后的三天内，防焊薄膜被层合于电路板表面。在可能的实施方式中，防焊薄膜的防焊层经过干燥处理后，不贴覆保护膜即直接层合于电路板表面。在可能的实施方式中，防焊薄膜贴覆保护膜后先被收卷，而后再移置至压合机所属产线进行所述层合作业。在可能的实施方式中，防焊薄膜收卷后，在低温保存一段时间，而后再移置至压合机所属产线进行所述层合作业。
而后，将膜状载体移除，即可在电路板表面形成防焊层，且通过本发明所公开的方法所形成的防焊层平整度极高，加工误差可控制在±2μm。
在防焊层需要开窗的场合，可进一步对防焊层进行曝光、显影作业，所述曝光作业可在膜状载体移除前或移除后进行，当曝光作业在膜状载体移除前进行时，所述膜状载体为透明或半透明，而可让曝光作业所照射的光线通过膜状载体。视防焊层的热硬化及/或光硬化特性，电路板可再进行烘烤或照射紫外线，使防焊层完全硬化。
以下通过多个实施例说明本发明的特性。
实施例一
使用中国台湾太阳油墨股份有限公司所贩卖的商品型号PSR-2000WT500作为防焊主剂，并使用中国台湾太阳油墨股份有限公司所贩卖的商品型号Ca-25KX50作为硬化剂，将两者混合后加入适量稀释剂调配成防焊混合浆料，将黏度调整至80dPa·s，接着将防焊混合浆料通过唇形涂布机均匀涂布于一PET膜状载体，成为一防焊薄膜，防焊混合浆料的涂布厚度为35μm，接着将防焊薄膜依序通过温度为70℃、80℃、90℃、80℃的烘干机进行阶段式干燥，使防焊混合浆料干燥为防焊层，而后利用压合机将干燥后的防焊薄膜层合于已预先制作好电路的电路板，将防焊层贴合于电路板表面，最后将PET膜状载体移除，加工后的电路板的防焊层表面极度平整，加工误差小于±1μm。
实施例二
使用互应化学工业株式会社所贩卖的商品型号PSR-550RE HR-3A作为防焊主剂，并使用互应化学工业株式会社所贩卖的商品型号LS-55RE RM-3作为硬化剂，将两者混合后加入适量稀释剂调配成防焊混合浆料，将黏度调整至70dPa·s，接着将防焊混合浆料通过唇形涂布机均匀涂布于一PET膜状载体，成为一防焊薄膜，防焊混合浆料的涂布厚度为35μm，接着将防焊薄膜依序通过温度为80℃、90℃、100℃、90℃的烘干机进行阶段式干燥，使防焊混合浆料干燥为防焊层，而后利用压合机将干燥后的防焊薄膜层合于已预先制作好电路的电路板，将防焊层贴合于电路板表面，最后将PET膜状载体移除，加工后的电路板的防焊层表面极度平整，加工误差小于±1μm。
实施例三
使用互应化学工业株式会社所贩卖的商品型号PSR-550D作为防焊主剂，并使用互应化学工业株式会社所贩卖的商品型号LS-55D作为硬化剂，将两者混合后加入适量稀释剂调配成防焊混合浆料，将黏度调整至70dPa·s，接着将防焊混合浆料通过唇形涂布机均匀涂布于一PET膜状载体，成为一防焊薄膜，防焊混合浆料的涂布厚度为35μm，接着将防焊薄膜依序通过温度为80℃、90℃、100℃、90℃的烘干机进行阶段式干燥，使防焊混合浆料干燥为防焊层，而后利用压合机将干燥后的防焊薄膜层合于已预先制作好电路的电路板，将防焊层贴合于电路板表面，最后将PET膜状载体移除，加工后的电路板的防焊层表面极度平整，加工误差小于±1μm。
比较例
使用中国台湾太阳油墨股份有限公司所贩卖的商品型号PSR-2000WT500作为防焊主剂，并使用中国台湾太阳油墨股份有限公司所贩卖的商品型号Ca-25KX50作为硬化剂，将两者混合后利用网版印刷直接涂布于已预先制作好电路的电路板表面，使用烘干机令防焊油墨干燥，加工后的电路板的防焊层表面平整度低，加工误差达±10μm。
由实施例一至三可知，通过将双剂型油墨预先涂布于膜状载体、使其干燥，而后再将防焊薄膜贴覆于电路板表面，所形成的防焊层平整度可显著提升，加工误差可大幅降低至±2μm以下，远优于各种直接将防焊油墨涂布于电路板上的习用防焊油墨涂布制程。
以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修改为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。
Claims (7)
1.一种使用双剂型防焊油墨在电路板上形成防焊层的方法，其特征在于，包括：
将含有光可成像防焊树酯的防焊主剂及硬化剂混合为一防焊混合浆料；
将该防焊混合浆料涂布于一膜状载体，成为一防焊薄膜；
将该防焊薄膜上的防焊混合浆料干燥为一防焊层；
将该防焊薄膜层合于一具有线路层的电路板表面，该防焊层与该电路板接触；以及
移除该膜状载体。
2.如权利要求1所述的使用双剂型防焊油墨在电路板上形成防焊层的方法，其特征在于，该防焊混合浆料中更混合有稀释剂。
3.如权利要求1或2所述的使用双剂型防焊油墨在电路板上形成防焊层的方法，其特征在于，该防焊混合浆料的黏度为10-200dPa·s。
4.如权利要求1所述的使用双剂型防焊油墨在电路板上形成防焊层的方法，其特征在于，该膜状载体为透明或半透明。
5.如权利要求1所述的使用双剂型防焊油墨在电路板上形成防焊层的方法，其特征在于，该防焊混合浆料的干燥温度为50-150℃。
6.如权利要求1所述的使用双剂型防焊油墨在电路板上形成防焊层的方法，其特征在于，该防焊层的厚度为10-200μm。
7.如权利要求1所述的使用双剂型防焊油墨在电路板上形成防焊层的方法，其特征在于，该防焊薄膜更包括一保护膜层合于该防焊层相对于该膜状载体的另一面，该保护膜在防焊薄膜层合于该电路板前被移除。
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