保护电路板表面的阻焊油墨必须能够承受很宽的工艺条件。通常，期望一种阻焊油墨既能够承受过热的无铅焊料整平工艺，也能够承受侵蚀性的化学镍金表面涂层工艺。所幸的是，阻焊油墨材料具有很宽的工艺窗口，经过谨慎处理，能够适应各种情况。

正常涂布过程首先要清洗电路板表面。可以采用磨刷工艺或者用浮石化合物对其进行研磨清洗。目前更常见的清洗流程包括用微蚀刻溶液化学清洗表面，以形成阻焊油墨可以附着其上的良好键合。

阻焊油墨的涂布方法多种多样。液态阻焊油墨可以通过丝网印刷、喷涂或帘涂等方法，这些工艺都有各自的优缺点，涂布方式不同，最终的涂层厚度和表面光洁度可能会相差很大。同时相差各异的应用端要求意味着还需涂布不同颜色的阻焊油墨，以上这些进一步增加了多变因素。

我想集中讨论最常用的阻焊材料，即光致成像材料。当暴露于UV光线下时，其中的光反应性要素会链接在一起形成牢固的键。因此可用照相工具或UV激光工艺来选择性地曝光。光选择工艺意味着可以用阻焊油墨材料覆盖于面板的整个表面。

 

过去，将阻焊油墨涂布于面板后，必须对其进行表面干燥，在不造成外观损坏的情况下，再对其进行处理，并允许照相工具接触。现在，可以选择性地暴露在UV光下，形成设计所需的最终图形。经过显影，未曝光的阻焊油墨区域通过化学溶液进行溶解，在最终设计中，这些区域的阻焊油墨是不需要的。

到现在为止，一切顺利。绝大多数现代印制电路都是通过这种工艺流程制造的，接下来会发生什么取决于电路的最终金属表面处理。对于金属表面处理（例如焊料整平），在光处理过程中接受的紫外光照射已足够，通常不需要进行进一步的侵蚀性化学处理，阻焊层在经过最后的烤箱烘烤以使其完全干燥后，将具有足够的强度，达到较长的使用寿命。

我之所以简要介绍涂布、曝光和显影工艺，是为了说明阻焊层的厚度、颜色和表面光洁度可能有很大差异。当同时考虑所有这些组成要素时，意味着最终固化工艺得到所希望的结果，变化范围可能会很大。

对于更具侵蚀性的工艺，可能需要更多的UV曝光。我一直将此工艺称为“UV bump”，就是在图像显影后对电路板进行紫外线全面曝光。图像曝光仅会产生光引发剂足够的交联，以阻止其被显影溶液冲洗掉。但如果曝光太过，则交联有可能会延伸到暴露的边缘之外，这会使最终特征尺寸难以控制，还存在阻焊层变脆的风险，导致在加热过程中失效。

“UV bump”不是一个新概念。许多年前，在显影工艺之后，我使用标准的曝光机发出良好的第二次紫外线。面板通过显影机后，再返回印刷工序有点困难，但是对于我当时正在制作的电路而言，足以确保阻焊膜能够承受化学镀镍或浸锡的化学组成。

该工艺的简化过程是使用专用的传送带以及紫外线固化设备，该固化设备可以连接到显影机的末端，也可以在阻焊剂的最终热烘烤之后使用。为了获得足够的曝光能量来运行该工艺，单个高压水银灯通常以每分钟1米进行设备，如果想达到更快的速度，则需要更多的灯。

传统高压汞灯随着时间的推移能量会下降，这意味着必须定期调整以确保曝光能量保持不变。同时因为会产生很多热量就更耗电。此外，它们需要较长的预热时间，并且需要降温以确保灯泡不会过早损坏。

UV-LED是朝着正确方向迈出的正确一步（图1）。现代LED能够输出高功率，并且肯定比汞灯工艺效率高得多，而且每个LED可输出不同的光波长。可以将不同的LED波长混合以形成阵列，这对于紫外线固化工艺很有效，阵列的长度几乎可以应对任何宽度，从而不需要任何类型的反射器或透镜。

图1：UV LED固化系统 

LED似乎是理想的解决方案，但是由于阻焊层材料的工作方式，使用上可能会出现问题。传统汞灯的宽光谱输出包括红外波长，会加热阻焊剂来加速固化。这一点上，单波输出的LED无法与之相比。

 

好消息是这两个过程可以很容易合并。具有单个汞灯和一两个LED阵列的混合设备所消耗的功率与传统设备相比，仍节省50％以上。同时因LED输出能量不会随着时间降级，减少维护环节，并实现了更加稳定的工艺。

 

像印制电路制造流程中的许多环节一样，大企业掌握并不断研发着阻焊工艺的材料和加工方法，随着时间推进，大企业可能会“调整”阻焊油墨性能，以更好地适应LED规定的波长输出。

 

另一个优点是LED系统的可调节性更好，可以增加或减小某些波长。通常LED以365、385、395、405或415纳米波长输出，通过精心设计LED阵列，可以控制每个波长的强度（图2），当尝试固化不同的颜色时，尤其是具有很高反射性的白色阻焊油墨时，这可能会很有用。

图2：UV LED阵列 

仅使用UV-LED的固化设备可应用于某些阻焊材料，但是在购买机器之前进行试验很重要，以确保它能够满足所有工艺要求。如果可行，那么与传统汞灯相比，优点是无需预热或降温，可以立即启动和关闭，并且节能80％以上（图3）。UV-LED光源的维护费用也大大减少了，因为二极管通常可以使用很多年，不需要每隔几个月更换一次，也完全满足电路制造对减少离子污染的要求。

 

图3：UV LED双面曝光

如果适合工艺要求，那么更改为UV-LED光源的决定很容易做出，因为仅节能一项因素就可以确保快速收回投资，而良好的系统也助力提升工艺控制水平。

 

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