印製板用阻焊劑

阻焊層,顧名思義,就是防止焊接的一層。一般是綠色或者其它顏色,覆蓋在布有銅線上面的那層薄膜,它起絕緣,還有防止焊錫附著在不需要焊接的一些銅線上。也在一定程度上保護布線層。阻焊劑要求其有一定的厚度和硬度、耐溶劑性試驗和附著力試驗應符合標準,印製電路板表面無垃圾、無多餘印記。

類型、術語和定義,1.1類型,1.2等級,1.3術語和定義,技術要求,2.1固化前的產品特性,2.2固化後的產品特性,試驗方法,3.1試樣,3.2檢驗條件,3.3檢驗與試驗,檢驗規則,包裝、運輸和貯存,5.1包裝,5.2運輸,5.3貯存,

類型、術語和定義

1.1類型

涉及的阻焊劑類型按工藝加工特點分為:紫外光(UV)固化型阻焊劑、熱固化型阻焊劑、液態感光型阻焊劑、乾膜型阻焊劑。不包括可剝阻焊劑(油墨)。

1.2等級

阻焊劑分為下列三個等級,以供不同使用要求或儀器設備選用。
l級:高可靠性產品
該級印製板上的阻焊劑有優良的性能和長壽命,其檢驗和驗收水平較高,其標準具有強制
性,適用於連續工作、不允許停機的機器和設備。
2級:一般工業用品
該級印製板上的阻焊劑有較好的性能和較長的壽命,允許有些表面缺陷,不允許停機不是
關鍵性要求。適用於一般工業用儀器和設備,如計算機、通信機、高級商用和工業用機器及一般軍事設備等產品。
3級:消費類產品
該級印製板上的阻焊劑的表面缺陷並不重要,但對整個電路的功能性有要求,這些板子成本低,在其加工圖形上可作有限的檢驗和測試,適用於電視機、文娛活動用電子設備、玩具及非關鍵性工業控制設備或其它消費品等。

1.3術語和定義

採用GB/T 2036-1994《印製電路術語》規定的術語,以及下列術語和定義。
起泡 Blisters:
在固化或焊接操作期間,由於空氣或阻焊層中揮發份導致阻焊層與下面基材或銅箔分層或剝離而產生的鼓泡。
水解穩定性Hydrolytic Stability
有機物或聚合物材料暴露於高溫高濕條件下,狀態不發生不可逆變化的能力。
殘餘焊料 Webbing
焊接操作後,粘附在塗層表面的焊料。

技術要求

2.1固化前的產品特性

顏色和外觀
顏色
阻焊劑的顏色應均勻一致(允許使用透明、無顏料的阻焊劑),並符合有關規定。
外觀
UV固化型、熱固化型、液態感光型阻焊劑的流動性應一致,無結皮、沉降、凝膠等現象;乾膜型阻焊劑厚度應均勻一致,無針孔、氣泡、顆粒、雜質、膠層流動等現象。
物理性能
表1 固化前的產品物理性能
序號
阻焊劑種類
項 目
單位
指 標
1
UV固化型、熱固化型、液態感光型
粘度(25℃)
Pa·s
5~60
2
細度
µm
≤15
3
印刷性
可絲網印刷成膜
4
乾膜型
尺寸
英寸或mm
按規範尺寸
有害物質含量的限值
表2 阻焊劑產品有害物質含量的限值
序號
有害物質
單位
限值
1
鎘及其化合物(Cd)
ppm
≤100
2
鉛和鉛化合物(Pb)
ppm
≤1000
3
汞和汞化合物(Hg)
ppm
≤1000
4
六價鉻化合物(Cr6+)
ppm
≤1000
5
多溴聯苯之和(一溴聯苯到十溴聯苯)(PBBs)
ppm
≤1000
6
多溴聯苯醚之和(一溴聯苯醚到十溴聯苯醚)(PBDEs)
ppm
≤1000

2.2固化後的產品特性

外觀
阻焊層應均勻一致,應無影響印製板組裝和使用的外來物、裂口、包含物、脫落及粗糙;固化後的阻焊層下的金屬表面的變色應可接收,但阻焊層本身不能有明顯的變色。
鉛筆硬度
表3 各種阻焊劑固化後的鉛筆硬度
序號
阻焊劑種類
固化後的阻焊層硬度
1
UV固化型
≥3H
2
熱固化型
≥6H
3
液態感光型
≥5H
4
乾膜型
≥3H
附著力
與剛性印製板附著力
在各種金屬表面和基材上固化的阻焊層的表面脫落最大百分比不應超出表4規定的值。
表4 阻焊劑對剛性印製板的結合力(綜合測試板和/或成品板)
表 面
允許阻焊層脫落的最大百分比(%)
裸 銅
0
基 材
0
金 或 鎳
5
熔融金屬(錫鉛鍍層,熔融錫鉛及酸性光亮鍍錫)
10
與撓性印製板的結合力(只針對撓性印製板阻焊劑要求)
在撓性印製板基材、導體和焊盤表面上固化的阻焊層不應出現分離、裂縫或分層現象。
導通孔的掩蓋
當製作的印製板有掩蓋導通孔(孔徑≤0.5mm)需求時,在實施掩孔固化後,不允許有任一被掩蓋的導通孔起泡、突起、開裂等不良導致掩蓋失效。
層間附著力(重塗性)
當需在已固化或半固化的阻焊層上再重疊固化阻焊層時,該阻焊層不可單獨脫落。
與標記油墨或敷形塗層的可附著性(相容性)
當需在已固化或半固化的阻焊層上覆蓋(印刷)標記油墨或敷形塗層時,標記油墨或敷形塗層不可單獨脫落,且不能比在基材上固化的塗層附著力有明顯的下降。
耐化學性
耐常見化學藥品性能
固化後的阻焊層樣品在表5規定的試驗條件下測試,不能出現表面質量降低(如表面粗糙、溶脹、發粘、起泡或變色等)的現象。
表5 耐常見化學試劑性能
化學試劑
試 驗 條 件
溫度
浸泡時間(min)
異丙醇(化學純)
25℃±2℃
30
硫酸(10vol%水溶液)
25℃±2℃
10
氫氧化鈉(10wt%水溶液)
25℃±2℃
30
耐其他化學試劑性能
固化後阻焊層在金屬表面處理(熱風整平、防氧化、化學鍍鎳金、化學鍍錫、化學鍍銀、再流焊、波峰焊等)過程中,應無表面質量降低現象,如表面粗糙、溶脹、發粘、起泡或變色等。
水解穩定性
固化後阻焊層在溫度97℃±2℃、相對濕度98%的條件下放置28天后,其狀態應無不可逆轉的變化。
阻燃性
固化後阻焊層的阻燃性應符合的“UL94-V0”等級要求。
焊接要求
可焊性
當按GB/T 4677-2002中8.2規定進行焊接時,阻焊層應不影響焊接區域的可焊性。
耐焊性
固化後的阻焊劑按規定進行焊接操作後,阻焊層應無起泡、脫落現象,阻焊層上應無殘餘焊料。
電氣性能要求
擊穿強度
固化後阻焊層厚度≥0.025mm時,其擊穿強度應不小於直流電壓20kV/mm;固化後阻焊層厚度<0.025mm時,其擊穿強度應不小於直流電壓500V/mm。
絕緣電阻
固化後阻焊層在正常的試驗大氣條件下,當最小間距≥0.25mm時,其梳形圖形上的絕緣電阻值應不小於500 MΩ(5×108Ω)。
加濕後絕緣電阻
塗覆阻焊劑的印製板應能經受表6規定的條件而不出現起泡或分層現象。
表6 耐濕級絕緣電阻
等 級
溫度
相對濕度
測試電壓(VDC)
時 間
圖 形
要求(MΩ)
1級
25℃~67℃
85%~93%
100
160h
梳型圖形
500
2、3級
63℃~67℃
87%~93%
100
24h
梳型圖形
500
電遷移
當按表7和GB/T 4677-2002中6.4.1條規定試驗時,塗覆的阻焊層的印製板上應無電遷移痕跡。
表7 電遷移
等 級
溫度
相對濕度
測試電壓(VDC)
時 間
圖 形
要求
1級
85℃±2℃
87%~93%
10
168h
梳型圖形
電阻值≥2 MΩ
2、3級
85℃±2℃
85%~93%
45~100
500h
梳型圖形
電阻下降應小於一個數量級
高低溫循環
固化後的阻焊層在表8規定的試驗條件下,應無起泡、粉化、開裂或分層現象。
表8 高低溫循環試驗條件
等 級
溫 度
循 環 次 數
1級
-65℃~125℃
100
2、3級(只在要求時)
-65℃~125℃
100
防霉性
固化後的阻焊層應無支持生物生長的營養成分或不因生物生長而變質。

試驗方法

3.1試樣

當按6.1.1條進行A組檢驗時,試樣為未固化的阻焊劑,當按6.1.2條進行B組或按6.2.1條進行C組檢驗時,試樣應是符合5.1.1條要求的具有綜合試驗圖形的標準試驗板或成品板。各類型阻焊劑固化後的膜層厚度應符合表9中對應的要求,並保證阻焊層足以承受500VDC電壓和阻焊性能。
表9 各種阻焊劑固化後的最小厚度
阻焊劑種類
各種金屬表面上固化後的阻焊層最小厚度(&micro;m)
UV固化型
≥12
熱固化型
≥16
液態感光型
≥16
乾膜型
≥20
試驗圖形
具有阻焊劑的試驗圖形應為圖1所示的綜合試驗圖形標準試樣。
阻焊劑的塗覆、成像和固化
阻焊塗層應塗覆在適用系統試樣上,並按阻焊劑生產商推薦的塗覆、成像和固化條件製作試樣或印製板。

3.2檢驗條件

檢驗的大氣條件
根據GB/T2421-1999中4.3條的規定,正常的試驗大氣條件為:
溫度:15℃~35℃
氣壓:86 kPa~106kPa
相對濕度:45%~75%
恢復條件
根據GB/T2421-1999中4.4條的規定,試樣的恢復條件應為5.2.1條規定的正常的試驗大氣條件。除非另有規定,試樣在條件處理之後和作最後檢測之前,應使試樣在測量時的正常的試驗大氣條件下恢復,達到穩定。除非另有規定,其恢復時間為1~2小時。
仲裁條件
根據GB/T2421-1999中4.2條的規定,仲裁的試驗標準大氣條件為:
溫度:23±1℃
氣壓:86 kPa~106kPa
相對濕度:48%~52%

3.3檢驗與試驗

除非另有規定,檢驗與試驗均應在在正常的試驗大氣條件下進行。
顏色和外觀
應按GB/T4677-2002的規定,採用目測的方法或1.5~10倍放大鏡放大方法直觀檢測阻焊劑是否符合4.1.1.1和4.1.1.2的規定。10倍放大方法為仲裁方法。
粘度和細度
UV固化型、熱固化型和液態感光型阻焊劑應按GB 5547-85和GB/T 6753.1規定分別檢測粘度和細度,並判定是否符合4.1.2條表1中的規定。
印刷性
UV固化型、熱固化型和液態感光型阻焊劑在進行絲網漏印後,套用5.3.1條方法檢測,並判定是否符合4.1.2條表1中的規定。
乾膜尺寸
乾膜型阻焊劑厚度應按有關規範規定的測量方法測定,其寬度可用直尺測量,測量精度應為1mm,並判定是否符合4.1.2條表1中的規定。
有害物質含量的限值
按IEC 62321 Ed.1 111/95/CDV規定進行檢測,並判定是否符合4.1.3條的規定。
固化後外觀
按有關規範規定的固化條件固化後,套用5.3.1條的方法直觀檢測固化的阻焊層是否符合4.2.1條的規定。
鉛筆硬度
固化的阻焊層的鉛筆硬度應按GB/T 6739-2002規定檢測,並判定是否符合4.2.2條的規定。
附著力
與剛性印製板附著力
固化的阻焊層與剛性印印板的附著力按GB/T 9286-1998的規定進行檢測,並判定是否符合4.2.3.1條的規定。
與撓性印製板的結合力(只針對撓性印製板阻焊劑要求)
固化的阻焊層與撓性印製板的結合力按GB/T 13557-1992第4章規定的測試撓曲疲勞強度的方法將撓性印製板彎曲25個周期後(其彎曲內徑應為3mm)進行檢測,並判定是否符合4.2.3.2條的規定。
導通孔的掩蓋
固化的阻焊層的導通孔的掩蓋的實驗板上應至少有6個需掩蓋的導通孔,按GB/T 4677-2002中規定在焊錫之前和之後進行檢測,並判定是否符合4.2.3.3條的規定。
層間附著力(重塗性)
固化的阻焊層的層間附著力按GB/T 9286-1998的規定進行檢測,並判定是否符合4.2.3.4條的規定。
與標記油墨或敷形塗層的可附著性(相容性)
固化的阻焊層與標記油墨或敷形塗層的可附著性按GB/T 9286-1998的規定進行檢測,並判定是否符合4.2.3.5條的規定。
耐化學性
耐常見化學藥品性能
將固化後阻焊層試樣浸泡於表5規定的試驗條件下的化學品中,取出後在室溫下懸掛晾置10min.,然後用校正後的2.0/2.0視力(不放大)直觀檢驗固化的阻焊層是否符合4.2.4.1條的規定。
耐其他化學試劑性能
將固化後阻焊層試樣採用生產推薦的金屬表面處理條件進行試驗後,用校正後的2.0/2.0視力(不放大)直觀檢驗固化的阻焊層是否符合4.2.4.2條的規定。
水解穩定性
製備硫酸鉀飽和水溶液(每100ml蒸餾水中約含35g硫酸鉀,97℃±2℃)放置於乾燥器中,在97℃±2℃的溫度、濕度不超過98%的條件下,將試樣垂直置於乾燥器內硫酸鉀溶液上方的陶瓷板上(互相不接觸),密封乾燥器後,將其器放入溫度為97℃±2℃的試驗烘箱中放置規定的時間;取出晾乾後套用5.3.1條的方法直觀檢測固化的阻焊層是否符合4.2.5條的規定。
阻燃性
固化的阻焊塗層材料的阻燃性應按UL94的規定進行檢測,並判定阻焊層是否符合4.2.6條的規定。
焊接要求
可焊性
當按GB/T 4677-2002中8.2規定進行檢測,並判定阻焊層是否符合4.2.7.1條的規定。
耐焊性
將固化後的阻焊層試樣按GB/T 4677-2002中9.2.3條19c規定(有鉛錫260℃±5℃,10s,三次)或9.2.6條19f規定(無鉛錫288℃±5℃,10s,三次)規定進行測試,套用5.3.1條的方法直觀檢測固化的阻焊層是否符合4.2.7.2條的規定。
電氣性能要求
擊穿強度
按GB/T 4677-2002中8.3.2條測量固化後阻焊層的厚度,按GB/T 1408的規定測試試樣的擊穿強度,並判定阻焊層是否符合4.2.8.1條的規定。
絕緣電阻
按GB/T 4677-2002中6.4.1條規定進行檢測,並判定阻焊層是否符合4.2.8.2條的要求。
加濕後絕緣電阻
按GB/T 4677-2002中6.4.1條規定測定加濕後絕緣電阻(在試驗條件下和從試驗箱中取出在環境溫度下放置1~2h候各測一次),並判定阻焊層是否符合4.2.8.3條的規定。
電遷移
按GB/T 4677-2002中6.4.1條規定進行檢測,並判定阻焊層是否符合4.2.8.4條的規定。
高低溫循環
按GB/T 2423.22-2002的規定進行檢測,並判定阻焊層是否符合4.2.9條的要求。
防霉性
按GB/T2423.16-1999的規定進行檢測,並判定阻焊層是否符合4.2.10條的要求。

檢驗規則

驗收檢驗包括A組檢驗——固化前的性能檢驗和B組檢驗——固化後的性能檢驗。
A組檢驗——固化前的性能檢驗
檢驗批
A組檢驗的檢驗批是同一批相同成份原材料在基本相同工藝條件下連續生產的所有阻焊劑,其樣本單位為桶或卷。
A組檢驗項目和合格質量水平
A組檢驗項目及其合格質量水平AQL(每百單位產品不合格數)應按表10的規定。
表10 A組檢驗
項目名稱
要求章條號
方法章條號
每樣本單位試樣數
AQL
檢驗周期
顏色
4.1.1.1
5.3.1
1
4.0
每批
外觀
4.1.1.2
5.3.1
1
4.0
每批
粘度
4.1.2
5.3.2
2
4.0
每批
細度
4.1.2
5.3.2
3
2.5
每批
印刷性
4.1.2
5.3.3
2
2.5
每批
乾膜尺寸
4.1.2
5.3.4
1
4.0
每批
抽樣方案
1級產品應按GB/T2828.1的特殊檢查水平S-3抽樣;2、3級產品應按S-2抽樣。
拒收批
如果A組檢驗有一項不合格,應拒收。拒收後檢驗嚴格度的轉移規則應按GB/T2828.1的規定。
B組檢驗——固化後的性能檢驗
檢驗批
B組檢驗的檢驗批是在符合5.1.1條規定並按相同工藝加工的成品印製板或具有綜合試驗圖形的標準試驗板(見圖1)上,用從A組檢驗合格的批中取出的阻焊劑按5.1.2條規定的覆蓋、成像和固化而形成阻焊層的一批印製板。
B組檢驗項目和合格質量水平
B組檢驗項目及其合格質量水平AQL(每百單位產品不合格數)應按表11的規定。
表11 B組檢驗
項目名稱
要求章條號
方法章條號
每樣本單位試樣數
AQL
檢驗周期
固化後外觀
4.2.1
5.3.6
1
4.0
每批
鉛筆硬度
4.2.2
5.3.7
1
4.0
每批
附著力
4.2.3
5.3.8
2
4.0
每批
耐化學性
4.2.4
5.3.9
3
2.5
每批
可焊性/耐焊性
4.2.7
5.3.12
2
2.5
每批
抽樣方案
1級產品應按GB/T2828.1的特殊檢查水平S-3抽樣;2、3級產品應按S-2抽樣。抽樣應在生產線上進行,如果試樣不符合5.1.1條要求,則應採用符合5.1.1條要求的具有綜合試驗圖形的標準試驗板,並均勻地分布在生產線上,其樣本大小應符合特殊檢查水平S-3或S-2的規定(根據產品等級而定)。
拒收批
如果B組檢驗有一項不合格,應拒收。拒收後檢驗嚴格度的轉移規則應按GB/T2828.1-2003的4.6.3條規定。
周期檢驗
周期檢驗為C組檢驗。阻焊劑生產廠應按6.2.1規定周期進行C組檢驗;當阻焊劑生產廠更改材料、配方或工藝時應及時作C組檢驗。在檢驗結果得出之前,不影響已通過A組和B組檢驗的產品交付,如果檢驗結果不符合要求,則按6.2.1.3條處理。
C組檢驗
C組檢驗項目中,有害物質限量值正常生產時應每12個月應進行一次檢驗、而在更改材料、配方或工藝時必須及時進行檢驗,其餘各項僅限於在更改材料、配方或工藝時進行檢驗。具體見表12規定。
表12 C組檢驗
項目名稱
要求章條號
方法章條號
檢驗周期(月)
有害物質限量值
4.1.3
5.3.5
12
水解穩定性
4.2.5
5.3.10
僅在更改材料、配方或工藝時
阻燃性
4.2.6
5.3.11
僅在更改材料、配方或工藝時
防霉性
4.2.10
5.3.15
僅在更改材料、配方或工藝時
擊穿強度
4.2.8.1
5.3.13.1
僅在更改材料、配方或工藝時
絕緣電阻
4.2.8.2
5.3.13.2
僅在更改材料、配方或工藝時
加濕後絕緣電阻
4.2.8.3
5.3.13.3
僅在更改材料、配方或工藝時
電化學遷移
4.2.8.4
5.3.13.4
僅在更改材料、配方或工藝時
高低溫盾環
4.2.9
5.3.14
僅在更改材料、配方或工藝時
C組檢驗項目和合格質量水平
C組檢驗應從已通過A組和B組檢驗的批中按GB/T2829中判別水平Ⅱ的一次抽樣方案隨機抽樣。不合格質量水平RQL應為40。
不合格
如果C組樣品檢驗中有一項性能不合格,則C組檢驗不合格。
不合格的處理
如果C組檢驗不合格,供貨方應停止產品的交收檢驗,並應對材料和工藝採取改進措施。改進後,應在更多的試樣上重複作C組全部性能試驗,只有當C組檢驗全部合格時,才能恢復對A組和B組的檢驗。

包裝、運輸和貯存

5.1包裝

阻焊劑應採用不透光的容器(如桶)進行包裝並密封,其包裝容器上應標明製造商、商標、阻焊劑名稱、類型、顏色、淨重、生產日期、批號、有效日期、檢驗合格證等內容。
若經檢定,阻焊劑品種屬危險化學品(如易燃品等),則應按GB190中圖5的規定在外包裝上註明危險品的相關字樣及其等級標誌。

5.2運輸

運輸途中應防止日曬、雨淋和避熱。
對於屬危險化學品的阻焊劑,應按危險品運輸的有關規定進行產品運輸。

5.3貯存

貯存要求
阻焊劑應貯存在25℃以下避光保存,並遠離熱源、隔絕火源。
貯存壽命
阻焊劑在密封包裝及規定貯存條件下,有效貯存期為自生產之日起6個月,阻焊劑應在該貯存壽命期內使用。

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