印刷電路板菲林保護膠取代覆膜技術的必要性

周紅霞 景文盤 李小軍 祝佳

印刷電路板（Printed Circuit Board，簡稱PCB）作為重要的電子部件，是電子元器件的支撐體。由于其在電子元器件領域的重要作用，因此被許多人稱為“電子航母”。隨著科學技術的發展，印刷線路被廣泛應用于軍工、通訊、醫療、電力、工業控制等高新技術領域。尤其是近年以來，智能手機、平板電腦等消費類移動電子產品市場高速增長、極大地推動了PCB行業的發展。同時，汽車自動化、聯網化、電動化擴大了對車載PCB的需求。此外，可穿戴智能設備、無人機、LED顯示屏、電工裝備等市場也為PCB帶來新的增長空間。因此，PCB板的生產技術水平逐漸成為衡量一個國家科學技術水平的重要指標。

印刷線路板是以絕緣板為基材，切成一定尺寸，其上至少附有一個導電圖形，并實現電子元器件之間的相互鏈接。由于是采用電子印刷術制作而成，故被稱為“印刷”線路板。PCB板的功能是提供完成第一層級構裝的組件與其他必須的電子電路零件結合的基地，以構成一個具有特定功能的模塊或成品，所以PCB板在整個電子產品中，扮演了整合連接各種功能組建的角色。

PCB菲林的用途

PCB菲林是印制電路板生產的前導工序，菲林底版的質量直接影響到印制板生產質量。在生產某一種印制線路板時，必須有至少一套相應的菲林底版。印制板的每種導電圖形（信號層電路圖形和地、電源層圖形）和非導電圖形（阻焊圖形和字符）至少都應有一張菲林底片。通過光化學轉移工藝，將各種圖形轉移到生產板材上去。

菲林底版在印制板生產中的用途如下：

①圖形轉移中的感光掩膜圖形，包括線路圖形和光致阻焊圖形。

②網印工藝中的絲網模板的制作，包括阻焊圖形和字符。

③機加工（鉆孔和外型銑）數控機床編程依據及鉆孔參考。

PCB菲林的性能要求

隨著電子工業的發展，對印制板的要求也越來越高。印制板設計向高密度、細導線、小孔徑發展的趨勢越來越快，印制板的生產工藝也越來越完善。在這種情況下，如果沒有高質量的菲林底版，就不能夠生產出高質量的印制電路板。現代印制板生產要求菲林底版需要滿足以下條件：

①菲林底版的尺寸精度必須與印制板所要求的精度一致，并應考慮到生產工藝所造成的偏差而進行補償。

②菲林底版的圖形應符合設計要求，圖形符號完整。

③菲林底版的圖形邊緣平直整齊，邊緣不發虛；黑白反差大，滿足感光工藝要求。菲林底版的材料應具有良好的尺寸穩定性，即由于環境溫度和濕度變化而產生的尺寸變化小。

④雙層板、多層板、HDI板以及IC載板的菲林底版，要求焊盤及公共圖形的重合精度好。

⑤菲林底版各層應有明確標志或命名。

⑥菲林底版片基能透過所要求的光波波長，一般感光需要的波長范圍是3000～4000A。

由以上可知，對PCB菲林要求較高，預示著菲林成本也較高，如何增加菲林底板的使用率將成為關鍵。然而在生產過程中，難免出現人為的刮花和綠油溶劑的侵蝕，從而降低菲林的使用壽命，而且增加板的修補率，不僅生產工藝繁瑣，而且也造成了一定的經濟損失。要改善這一現況，迄今為止多數廠家采取覆一層保護膜的方法來保護菲林。

傳統PCB菲林覆膜的弊端

PCB菲林覆膜具有良好的耐UV光照射性及透光性，并且具有防止刮花及防靜電的功能，避免灰塵，提高菲林使用壽命。所以菲林覆膜技術以其成熟的工藝和較高的市場回報率在PCB行業發展了十幾年，雖然工藝不斷完善，但是還存在一些問題。

1.工藝方面

主要存在的問題有起泡、出膜與虧膜、粘合不良、涂覆不勻、皺膜、覆膜產品發翹等。在圖形轉移過程中，容易使印制板的精度不夠和菲林底片有偏差。

2.環保方面

①溶劑型覆膜由于使用含苯的溶劑，損害操作人員的身體健康，對車間環境造成極大的污染。同時，隨著周圍有機溶劑濃度的不斷增加，極易因薄膜材料產生的靜電而突發火災。

②覆膜材料無法降解，危害生態環境。

由于以上種種問題的存在，以及UV光固化技術的成熟，越來越多的線路板廠傾向于采用菲林保護膠的方式來保護菲林，以延長菲林的使用壽命。

PCB菲林保護膠的優勢

UV光固化涂料是一種綠色環保型涂料，它完全符合“4E”原則，一般UV固化能耗為熱固化的1/5，且UV固化涂料含揮發組分較少，污染小，最吸引研究人員和開發商的是UV固化涂料能減少原材料消耗，有利于降低經濟成本。在過去的幾年中，UV固化涂料在光纖涂層、CD涂層/DVD黏合劑、信用卡、木材、飲料罐、食品包裝、雜志封面、醫療器械和汽車行業中都有著十分迅速的發展。而菲林保護膠是丙烯酸類聚合物、活性稀釋劑、光引發劑以及其他助劑形成的復配產品經涂布后通過UV光固化的方式而得到一層硬化膜，其性能指標見表1。

由表1可見，相對于傳統的PCB菲林覆膜方式，PCB菲林保護膠具有附著力好、硬度高、柔韌性好、耐刮擦、透光率高、灰霧低等特性，并且其具有制備工藝簡單，易于操作，生產效率高，重復使用率高等優勢，解決了傳統覆膜工藝中易出現氣泡、剝離、折痕等問題。

因此，伴隨著印制板從單層、雙層、多層到HDI板、封裝基板的發展，雖然仍舊保持著各自的發展趨勢，但總體不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發展，不斷縮小體積、減輕成本、提高性能，是未來電子設備對印制板的基本要求。這就對PCB菲林的要求也越來越高，采用PCB菲林保護膠的方式在提高PCB菲林應用性能的同時，提高了效率，節約了成本，為制備高精電路板奠定了基礎。采用PCB菲林保護膠取代PCB菲林覆膜的方式變得愈發必要。

作者單位：樂凱華光印刷科技有限公司