南京信息职业技术学院毕业设计(论文)说明书作者赵建龙学号********系部微电子学院专业电子电路设计与工艺题目丝网印刷技术在PCB生产中应用指导教师陈和祥评阅教师完成时间：2010 年 4 月25日毕业设计(论文)中文摘要毕业设计(论文)外文摘要目录1 引言2 丝网印刷的原理3 丝网印刷的治工具3.1 网版3.2 刮刀3.3 油墨4 丝网印刷在印制电路板中的应用4.1 线路的印刷4.2 阻焊膜印刷4.3 文字印刷4.4 全自动印刷银跳线板流程4.5 全自动印刷双面板板流程5 丝网印刷常见问题及对策5.1 线路印刷常见问题5.2 阻焊膜印刷常见问题结论致谢参考文献1 引言印制电路板是指在绝缘基材上，按预定设计制成印制线路、印制元件或由两者结合而成的导电图形在绝缘基材上。

提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印制线路。

印制电路或者印制线路的成品板称为印制电路板，英文名称是Printed ckcuit Board，缩写是PCB。

印制电路板是电子工业的重要部件之一。

印制电路板(PCB)是电子及其它一些高新技术领域中最主要的电子部件，应用非常广泛，几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通讯电子设备、军用武器系统。

只要有集成电路等电子元器件．为了电气互连，都要使用印制板。

丝网印刷是大批量印刷电路板最常用的方法之一。

近年来，随着丝网印刷技术和设备的不断提高，使丝网印刷与电子行业的联系更为密切，从而形成了电子丝网印刷的新领域。

随着用于PCB行业的新型网印材料、网印工艺及检测设备日臻完善，使得当前的网印工艺技术也必须不断提高以适应高密度的PCB生产。

由于印制线路板和其他丝网印刷在技术和材料等方面存在很多差异，因此要充分了解丝网印刷和印制线路板的特性、掌握印刷技巧、注意故障的分析处理，才能保证印制线路板的质量。

2 丝网印刷的原理丝网印刷具有成本低、操作简单、生产效率高、印料种类多等特点，被广泛应用于印制电路和厚膜集成电路的制造中。

在印制电路板生产中，大批量的单面板几乎全部采用丝网工艺方法进行图形转移。

而双面板和多层板在图形转移(阻焊、可焊、抗蚀涂层等)中也大量使用网版印刷的方法。

丝网印刷是把带有图像或图案的模版被附着在丝网上进行印刷的。

通常丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制作而成。

当承印物直接放在带有模版的丝网下面时，丝网印刷油墨或涂料在刮墨刀的挤压下穿过丝网中间的网孔，印刷到承印物上(刮墨刀有手动和自动两种)。

丝网上的模版把一部分丝网小孔封住使得颜料不能穿过丝网，而只有图像部分能穿过，因此在承印物上只有图像部位有印迹。

换言之，丝网印刷实际上是利用油墨渗透过印版进行印刷，如图1所示。

图1：印刷原理示意图3 丝网印刷的治工具丝网印刷工艺机动灵活，使用的设备比较简单，生产成本低，生产效率高，而且丝印质量可靠。

因此网版印刷进行图形转移，是目前制造PCB的主要工艺方法之一。

丝网印刷常用到治工具有网版、刮刀、油墨等，下面将详细介绍几种治工具。

3.1 网版，网版制作是线路板网印的关键。

要正确选用丝网、网框、感光材料等。

网版制作的具体步骤如图1所示。

图2：网版制作过程示意图丝网控制油墨的流动性、印制厚度和决定网版的耐用性。

一般要选用高张力、单丝的尼龙丝网或不锈钢丝网。

此外，要对新的丝网进行粗化及脱脂处理，这样可以保证网版质量及延长丝网使用寿命。

网框一般选用高张力铝质框质量比较理想，要注意绷网张力的调节控制。

绷好网的网框应存放静置72h。

合理控制网版张力主要应注意以下几点：(1) 网版厚度的一致性、曝光的均匀性、网版的耐用性。

(2)准确调整控制印刷过程当中的网距，定位、尺寸的稳定性，调整刮刀的压力，刮刀运行的速度，注意油墨的流动性，耗墨量，能耗。

(3)注意控制影响张力的因素，合理选择绷网设备及绷网方法，印版感光材料常用的有重氮感光剂、感光膜片等。

根据张网的设备不同可以分为气压式张网和机械式张网。

图3：气压式张网示意图图4：机械式张网示意图在丝网印刷网版制作中普遍采用的是重氮型感光乳剂。

感光膜片具有膜层厚度均匀可控、高解像力、高清晰度、耐磨，与丝网有强附着性等特点，在印制板的字符印刷中得到了广泛的应用。

要注意掌握涂布感光膜的厚度，一般印刷阻焊膜以25um～30um为佳，印制导线、字符以l5um～20um为宜。

3.1.1 丝网丝网是网印制版中最重要的组成部分，这是因为它是控制油墨的流动性和印刷厚度的关键，同时它决定了网版的耐弓性和质量。

近年来一些高张力、单丝、平织聚酯丝网的推出，使丝网印刷在SMT模板制作、印制电路制造技术、薄膜开关制造技术中得到广泛应用。

除此之外，丝网与网版感光材料有极好的结合性也是制作高质量、高精度网印版的一个重要因素。

为了保证丝网与感光材料的良好结台，传统的做法是对新的丝网进行粗化及脱脂处理，这样可以保证网版质量及延长丝网使用寿命。

不同种类的网布对印刷的特性影响有很大的影响，网布根据不同的特性可以分为以下几类：（1）网丝种类：尼龙、聚酯、丝绸、钢丝网四种，其中最常用的是尼龙网。

（2）网布线径：S、M、T 三种，其中 S的网布网孔最小最密。

（3）网目的多少：350S、300S、250S(黃网)； 200S、 150S 、 48T(白网)； 36T 、40T 、30T (白网)。

（4）根据张网方式可分为：直张网，网纱与网框垂直；斜张网，网纱与网框倾斜（防焊用斜张网，一般为22.5度，见图5）。

图5：直张网、斜张网示意图丝网开孔决定印刷油墨中颗粒的最大尺寸.丝网开孔是指两根相邻的经线和纬线之间內的空间, 垂直于丝网平面而测得.丝网开孔的大小不同对丝网印刷也有着重要的影响，主要影响因素有以下几点:（1）线条和网版印刷层次的精细程度；（2）印刷油墨剥离强度；（3）印刷油墨厚度。

针对丝网开孔对丝网印刷的精细度和油墨厚度等印刷特性的影响，通常为使印刷网版能充分透墨,网版印刷油墨的平均顆粒尺寸必须小于网版孔径1/3（防焊油墨最大顆粒为10um）。

网版开孔面积是指丝网整个面积上的网孔面积的总和。

a0主要用来计算理论上油墨量(体积)的变化，理论上油墨量(体积)Vth cm3/m2的计算公式。

其中D为网丝厚度，a0为开孔面积。

3.1.2 网版感光材料市场上可购买到许多牌号的高分辨率的丝网感光胶或感光膜片．特别是水基感光膜片（直接晒网感光膜片），其使用工艺简单，膜层厚度均匀、可控，特别是膜厚为80～140um 的水基感光膜片，可在一些较为特殊的应用场合使用，同时它还为丝网印刷拓展新的领域提供了可靠的物资基础。

3.2 刮刀用来刮压网版上的印料，使之漏印在承印物上的一种胶制工具，它包含刮胶和刮刀夾两个部分。

其中刮胶所包含之參數有：a硬度；b厚度；c长度；d宽度等，刮刀条件与油墨厚度的关系如表1所示。

表1：刮刀条件与油墨厚度的关系3.3 油墨网印油墨的进步，特别是功能性油墨的开发．不仅使普通的丝网印刷获益匪浅(例如UV油墨的永不堵网)，而且还直接导致了丝网印刷技术和产品的高科技化。

丝网印刷油墨品种繁多。

为了使更多的丝网印刷工作对常用PCB印料有深入的了解，这里将对几种常见油墨作重点介绍：3.3.1 抗蚀油墨抗蚀油墨均具备耐化学腐蚀的特性，它是一种耐酸性的抗蚀印料。

它分为热固型和紫外光固化型两种类型。

主要用于批量生产印制电路板的蚀刻工序（线路制作），它在基板电路表面起到保护的作用，而不被蚀刻溶液腐蚀掉。

多数应用于大批量单双面板的自动化生产中。

根据油墨固化类型不同可以分为以下两种：（1）紫外光固化型抗蚀油墨。

在紫外光照射下，紫外光固化型抗蚀油墨中的线型分子之间发生交联反应而固化。

该种抗蚀油墨印料固化时没有溶剂挥发，而且印料不经紫外光照射粘度就不发生变化，对环境污染比较小，是目前比较实用的抗蚀油墨品种。

（2）热固型抗蚀油墨。

热固型抗蚀油墨中，绝大多数高分子成膜物质都能经得起各种蚀刻溶液的腐蚀，对印制图形起到保护的作用。

热固型抗蚀油墨又分为水溶性型和溶剂型两种。

3.3.2 阻焊油墨它用于印制电路板电子元器件焊接时，防止波峰焊或再流焊焊料将两导线“挢接”，造成电路短路。

同时也起到“三防”（防潮、防电磁、防短路）与装饰性的作用。

这种印料分为热固型、紫外光固化型和液态感光型等。

下面介绍两种常见的阻焊油墨：（1）紫外光固型阻焊油墨。

它在一定波长范围的紫外光照射下，其丝印图形能迅速发生交联反应而硬化。

这种印料在使用过程中口度不变，网版不会被堵塞、不会干网。

吸收紫外光后固化迅速，有利于自动化大批量生产。

（2）液态感光型阻焊油墨。

该印料成膜致密性好、附着力好、耐热性、电绝缘性和耐化学性性能优良，特别适用于表面安装用印制板等高密度PCB的可焊性处理。

3.3.3 字符、标记油墨根据印制电路板及其所安装的元器件的要求或其它技术要求，在电路板的一面或二面网印上所需要的标记、文字或符号等。

3.3.4 导电油墨导电油墨是将金、银、铜、石墨等导电填料分散在连接料中。

金粉油墨、银浆油墨、铜浆油墨在印制板生产中，主要用于印制电路、插头、电镀底层、键盘触点、电阻等。

下面介绍两种常见的导电油墨：（1）银浆导电油墨（用于银胶贯孔、银跳线）。

该材料主要用于薄膜开关电路的印刷。

如果承印材料为聚酯材料时，可将银粉分散到聚酯树脂联结料中。

当印料干燥不透时，电阻值会增加，因此最好采用远红外干燥机120—130oC下烘干，效果比较好。

（2）炭浆导电油墨。

该材料使用的导电材料为石墨、炉法碳黑、乙炔碳黑和导电槽黑等。

主要应用在薄膜开关电路、键盘触点和印制电阻中。

也可以印制再导电、连接等功能要求的地方，制作导电图形，起到导电的作用4 丝网印刷在印制电路板中的应用丝网印刷在电路板的生产的过程中应用了很多，通常用在线路印刷、防焊印刷、文字印刷、跳线印刷、贯孔印刷、Cabron印刷等，下面重点介绍几个工序：4.1 线路的印刷设计好的电路图案印刷在层压板上形成抗蚀墨，是通过丝刚印刷来完成的。

抗蚀墨的丝网印刷有两种情况：(1)用抗蚀印制电路部分，即将抗蚀墨印在需要保留铜箔的部分，这样在腐蚀时，线路部分被保留下来，形成导电的线路。

(2)不用抗蚀油墨印制电路，相反的要印制电路以外的部分，即要使印制电路以外的部分具有耐腐蚀性能。

安装元件的时候再电镀焊锡。

双面的、多层的电路板几乎都是使用这种方法印成的。

抗蚀油墨俗称碱溶性油墨，丝网印制电路导电图形后能耐三氯化铁，酸性氯化铜等酸性蚀刻液的蚀刻。

单面铜箔层压板经刷磨、清洗、干燥后必须立即进入丝印刷抗蚀油墨工序，丝网印刷前，抗蚀油墨要搅拌均匀，一般不使用稀释剂。

网印刮刀选用聚氨酯橡胶型，厚度为8mm，邵氏硬度70左右，刮刀的形状选用直角，刮刀与丝网的角度为50-60°，丝网与承印物的静态距离为3-5mm。