新型PCB用油墨??液态光致抗蚀油墨

　　云南大学学报（自然科学版）2002新型PCB用油墨液态光致抗蚀油墨周亮（华南理工大学化工所，广东广州51064⑴方法。综述了液态光致抗蚀油墨的组成、特性及其诱人的发展前景。

　　*收穑日期：2001?随着电子工业的飞速发展，对印制电路板（PCB）的焊接工艺和焊接质量要求越来越高。以往热固化和紫外光固化抗蚀剂都是用丝网图形版印刷的。但从线条的完全覆盖性、尺寸精度等方面考虑，采用丝印图形的方法已经不相适应，因而研究人员开发了干膜抗蚀剂。但是干膜抗蚀剂由于其本身固有的局限性，已经不能完全满足PCB的性能要求，其分辨能力在技术上虽能达到近25但规模生产实际只能做到75 ~100m.而电子技术的发展，已要求高密度PCB对分辨能力的前沿为<75m，而且将发展到50甚至更细的线条。

　　因此，迫切需要有新型的光致抗蚀剂，把分辨能力提高到更高的水平，尤其是多板的内层板制造。此外，PCB价格方面的竞争，也日趋激烈，迫使PCB制造商在确保PCB质量和性能的前提下，千方百计降低PCB的制造成本。根据干膜抗蚀剂本身的结构特点，其成本很难降低。另外，高密度PCB要求尽量减小焊盘面机甚至采用“无”焊盘，干膜抗蚀剂很难适应这种要求。因此，许多PCB制造者把目光转移到液态光致抗蚀剂（）均裂型引发剂：主要产品为苯偶姻（二苯乙醇酮）及其衍生物。关于其光裂机理的大量研究工作表明，其过程涉及与羰基相连的碳一碳S键的均裂。然而，苯偶姻本身并不是非常有效的光引发剂，目前工业化的产品是苯偶姻醚，苯偶酰缩酮以及aa?二氯代苯乙酮等。

　　（2）提氢型引发剂：其机理可简单概述为，从相邻供体分子中提取氢，产生游离基过程涉及到态间跃迁。二苯甲酮及其衍生物，硫杂蒽酮等均属此类。其中，米蚩酮（44'*二甲胺二苯甲酮）已经在光固化配方中得到了广泛的应用。

　　2液态感光抗蚀油墨的发展方向任何高新技术的确立和发展，现在看来都必须遵守*3E原则所谓*3E*就是指生态（Ecology）、巨源（Energy液态感光抗蚀油墨越来越广泛的应用，使它已成为精密印制电路板图形转移的先进技术之一。世界上许多生产厂商对其产品性能不断加以改进和提高，以适应生产中越来越高的质量要求和越来越严格的环保限制。从目前的应用和今后的发展趋势来看，液态感光抗蚀油墨将会在以下几个方面继续2.1适应环境保护的要求50年代至60年代工业化急剧增长，人类活动所排放的污染物超出了地球的容量与自净能力而导致全球性的污染，引发了危及人类生存的公害。80年代，全球环境进一步恶化，给持续发展经济带来很大的威胁，人们逐渐认识到挥发性溶剂造成大气层中臭氧的破坏，对环境带来危害。在美国，加州已限制新的工艺流程不能采用挥发性有机溶剂；美国和欧洲共同体已立法规定允许溶剂挥发到大气中的体积含量。

　　液态感光抗蚀油墨的基本成分为酚醛树脂、环氧树脂、感光性聚合物等有机化合物。而现在对大气层中造成臭氧破坏的溶剂仍用在抗蚀油墨中，如二元醇醚及二元醇酯等有机溶剂。在市售的液态感光抗蚀油墨中均含有机溶剂或挥发性有机化合物。

　　现在研制开发的第三代水载基液体感光抗蚀膜技术已大大减少了挥发性溶剂的应用含量。

　　**代油墨为有机溶剂显影，第二代改为溶剂载体，低浓度的碳酸钠或碳酸钾水溶液显影。如使用网印涂覆的液态感光抗蚀油墨由溶剂载体390 ~400g/L减少到水载体的120~ 150g/L；采用幕帘涂覆的油墨则由溶剂载体的550~600g/L减少到水载体的70~120g/L，对环境和人体的危害降到较低的程度。新的水载体技术是利用乳化技术把聚合物分散成很多稳定的小点状态而悬浮在水中，这些聚合物小点是乳化液中的分散相，而水则是连续或静止相。这些聚合物不溶于水中，而在水蒸发过程中，因仍有少量的溶质及水留在聚合物中而形成一层硬而不粘的膜层。

　　2.2适应PCB薄、精、细的发展方向由于印制板正在向薄型、轻量化的方向发展，例如安装高速电路的表面安装印制板要求控制特性阻抗、采用更薄的材料，因而要求液态感光抗蚀油墨也适用于薄型基板。但是由于印制板内层基材呈半透明，如果板材的厚度小于0.8mm，在进行双面曝光时，紫外光就会直接穿透基板而影响另一面的曝光图形，造成双面曝光图形的相互干扰。因而对于薄基板目前只能采用单面生产工艺，先加工好**面后再进行第二面，因此生产效率低一半。今后要求研制开发的产品能适用于双面同时曝光的薄基板的应用。

　　依照表面安装印制板以及多芯片组件（MCM）的技术要求，引脚线中心距缩至0.3175mm或者更小0.15mm，使得连接盘或导线间距也从0.2mm缩到0. 05mm，因而要求抗蚀图形有更高的精度，能有处理0.05mm焊接间油墨应有良好的印刷适性，如适当的摇变性调整以及流动性，同时消泡能力**；油墨的湿重量轻，固体含量高，网印时应有良好的导线图形遮蔽效果，既保证线路边缘的油墨厚度又薄于SMD的连接盘或引脚的高度。油墨的分辨率高，解像力好，经曝光显影后的油墨侧壁近似垂直，几乎不存在任何侧蚀现象，在要求非常高的线路技术中，在SMD连接盘或引脚间印刷线条可防止焊接时锡桥或搭焊产生。

　　3结论和展望总的说来，采用新一代液态抗蚀剂具有以下优点：①高的细线条分辨率；②能够实现缩小焊盘或没有焊盘的PCB设计；③可做出*佳的正交矩形图形；④板面的线宽和图形高度公差*小。这些优点，能够实现PCB制作的高线路密度、轮廓分明的导电图形，以及与集成电路的短连接，形成短而细的高密度区，降低线路对噪音的灵敏度和串音讯号干扰，可以制造出更轻更薄的印制电路，有效利用率高，材料费用要比干膜低得多。另外，它对覆铜板表面的平整度要求也不高，即使有刮痕，仍能被抗蚀剂充分覆盖，而干膜则要求板面平整，否则会造成线路短路或开路，因此，采用液态光致抗蚀剂也有利于降低成本，提高成品率。

　　液态感光抗蚀剂从80年代初开始应用于印刷电路板（PCB）生产，得到不断改进。进入90年代后，液态感光抗蚀剂的应用又有了新的发展。经可挠性或柔软性的改良，作为积层式多层印制板的绝缘层，已开始在移动电话、携带式个人电脑中得到应用，相信其用途将会越来越大，它将为印制电路的高密度、高层次、薄型化发展提供条件。由于液态感光抗蚀剂显著的优点，因此，它刚一问世，便得到PCB制造厂家的普遍欢迎，使用量急剧增加。1996年世界用量为4 000t左右，其中，中国市场约为200t.到1998年国内需求量上升为300t.2000年，国内市场需求超过500t.所以，随着高密度PCB在国内迅速发展，液态感光抗蚀剂将会有更加诱人的发展前景。

　　出版社，1993.子能出版社，1994

(完)