Фотополимеризиращ се състав за производство на защитни маски за печатни платки
Употреба: в технологията за производство на печатни платки. Същността на изобретението: фотополимеризиращ се състав. Компоненти, тегл.%: глицидилметакрилат 10,0 - 30,0; епоксиакрилатна формула 5.0 - 15.0; винилтриетоксисилан 2.0 - 4.0; 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон 1,0 - 5,0; фталоцианинов зелен пигмент 0,005 - 0,02; , метакрил-ди-(диетилен гликол) фталат - останалото. 2 табл.
Изобретението се отнася до радиоелектрониката и може да се използва в технологията за производство на печатни платки.
Известно е течно съединение за производство на маски за спояване на печатни платки [1], съдържащо 40-70 тегл.ч. течно алкално уретаново акрилатно съединение, 20-50 тегл. включително един или повече реактивни мономери, 0.5-10 wt.h. фотоинициатор. Но защитните покрития на основата на уретанови акрилати имат недостатъчно високи електроизолационни свойства. В допълнение, производството на печатни платки с помощта на тези състави е вредно за околната среда поради необходимостта от използване на органични разтворители.
За елиминиране на токсичните органични разтворители от технологичния процес на формиране на защитна маска е насочен светлочувствителният състав, най-близък по състав и техническа същност до изобретението, включващ полимеризиращо се акрилно съединение - метакрил-ди-(диетиленгликол) фталат (MDF-2) 100 wt.h. винилтриетоксисилан 3,0-6,0 тегл.ч. фотоинициатор, изобутилов етер на бензоин 1,0-3,0 тегл.ч. багрило 0,5-1 тегл.ч. [2] Недостатъкът на защитната маска, базирана на този състав, е недостатъчната й адхезия към сплавта Sn-Pb, която покрива медната печатна схема в основния производствен процес на печатни платки, и ниското съпротивление на изолацията. В резултат на това не се осигурява висока надеждност на влагоустойчивите свойства на защитното покритие по време на работа на печатната машина.платки с консервирани проводници в среда с висока влажност.
Целта на изобретението е да се увеличи адхезията към Sn-Pb покритието на печатни платки и да се увеличи изолационното съпротивление на платките.
При използване на състав, направен съгласно изобретението, в сравнение с прототипа, адхезията е почти удвоена, докато защитната маска се нанася върху печатната платка с калайдисани проводници, а в прототипа е необходимо да се въведе операцията за отстраняване на Sn-Pb сплавта от печатната схема в основния технологичен процес. Изолационното съпротивление на плочи, покрити със защитно покритие, в сравнение с прототипа се увеличава с два порядъка или повече.
Тази цел се постига с това, че течният фотополимеризиращ състав за защитна маска на печатни платки на базата на полимеризиращо се акрилно съединение - метакрил-ди-(диетилен гликол) фталат, винилтриетоксисилан, фотоинициатор и багрило, съдържа 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон като фотоинициатор и допълнително съдържа глицидилмет. акрилат и епоксиакрилат, структурна формула (I) [3] CH2=CH--O (CH2-CH2--CHO--CH=CH2 където n 1-3, m 1-2 в следното съотношение, тегл. Глицидил метакрилат 10-30 Епоксиакрилат с формула (I) 5-15 Винилтриетоксисилан 2-4 2,2-диметокси -2-фенилацетофенон 1-5 Фталоцианинов пигмент 0,005-0,0 2-метакрил-ди-(диетиленгликол) фталат Останалото Известно е [2], че въвеждането на винилтриетоксисилан в течен състав на базата на -метакрил-ди-(диетиленгликол) фталат (MDF-2 олигоетеракрилат) и фотои nitiator подобрява омокряемостта на печатната платка чрез течния светлочувствителен слой и подобрява адхезията на защитната маска към медни проводници и фибростъкло.
Допълнително повишаване на адхезията на защитното покритие към мед и Sn-Pb сплав се постига чрез добавяне на глицидил метакрилат(TU 6-02-12-38-86) в състава, докато поради взаимодействието му с MDF-2 олигоетеракрилат, физичните и механичните свойства на покритието (механична якост, еластичност) се подобряват, но глицидилметакрилатът, имащ нисък вискозитет, увеличава разстилаемостта на течния състав върху плочата, което, ако съдържанието на глицидилметакрилат е повече от 10%, го прави труден за нанасяне на фоточувствителен слой с определена дебелина върху дъската.
Зелен пигмент фталоцианин осигурява контраст между защитната маска и печатната платка. В сравнение с използваната преди това малахитово зелена боя, тя има по-висока термична стабилност.
PRI me R 1 (прототип), (табл. 1, състав I).
До 94,5 тегл. олигоетеракрилат MDF-2 се добавя при разбъркване 3 тегл. винилтриетоксисилан, 2 тегл. триъгълник и 0,5% малахитово зелено.
Вискозитетът на получения състав е 25-30 s B3-4 при 20 ° С. Течният светлочувствителен състав се нанася върху почистената дъска чрез метода на изливане с помощта на поливаща машина с вертикално падаща завеса.
Защитният релеф върху дъската е оформен по фотохимичен метод. Съставът се нанася върху печатна платка, покрита със защитен филм от лавсан с дебелина 50-100 µm, и се поставя в специална касета, която осигурява фиксиране и притискане на фотомаската (позитив върху основа от лавсан) към защитния филм от лавсан.
Като източник на UV лъчение се използва живачно-кварцова лампа DRT-1000, разположена на разстояние 20 cm от облъчваната повърхност. Мощността на светлинния поток в работния диапазон на дължината на вълната (320-400 nm) е 64 W/m 2 .
След експониране неполимеризираните участъци върху печатната платка, съответстващи на тампоните, се почистват (проявяват) с 1% воден разтвор на стайна сода.температура за 3-5 минути, промива се с дестилирана вода, суши се със сгъстен въздух (60 ° C, 2 min) и се подлага на термична обработка при 130 ° C за 1 час, след което платката е готова за работа.
Силата на залепване на защитната маска на базата на описания състав към сплавта Sn-Pb е 2,06 MPa, изолационното съпротивление на платките след излагане на влага е 3,4 10 6 Ohm, което отговаря на изискванията за защитни покрития на печатни платки, но е долната граница на допустимата стойност на изолационното съпротивление и не осигурява висока надеждност. Дори незначителни нарушения на технологичния процес (недостатъчно почистване на печатни платки, колебания в интензитета на светлинния поток на UV излъчвателя, температурни колебания в нагревателния шкаф и др.) Водят до намаляване на адхезията на защитното покритие и в резултат на това до намаляване на изолационното съпротивление под допустимата стойност.
Намаляване на адхезионната якост се наблюдава и в процеса на стареене на фотополимерен материал, следователно, за да се осигури дълготрайна работа на защитна маска в продукта, е необходим резерв за безопасност за такива параметри като адхезионна якост и устойчивост на изолация на печатни платки.
PRI me R 2 (заявен състав), (табл. 1, състав 4).
До 63,9 тегл. олигоетеракрилат MDF-2 се добавя при разбъркване 20 тегл. глицидил метакрилат, 10 тегл. епоксиакрилат EAS-655, 3 тегл. винилтриетоксисилан, 3 тегл. 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон и 0,005 тегл. фталоцианинов зелен пигмент.
Вискозитетът на получения състав е 20-25 s B3-4 при 20°C.
Течният състав се нанася върху дъската по ролков метод.
Технологията на формиране, разработване и термично втвърдяване на защитна маска на базата на горния състав е същата като за прототипа.
Адхезия на защитната маска към сплавта Sn-Pb 3,98 MPa, устойчивост на изолация след излагане на влага 8,3 10 8 Ohm.
Съставът на останалите проби от състави, приготвени подобно на описания пример, но различни по количествен състав, са дадени в табл. 1 (песни 2, 3 5-22). В този случай вискозитетът на съставите се променя незначително и не оказва забележимо влияние върху процеса на отлагане върху дъската и свойствата на защитната маска.
Свойствата на защитната маска, включително прототипа, са обобщени в табл. 2.
Адхезионната якост на защитното покритие към металната повърхност се определя по метода на откъсване съгласно GOST 14-760-69, якостта на механичен опън и относителното удължение при скъсване съгласно GOST 11262-80.
Съпротивлението на изолацията след излагане на влага в продължение на 10 дни при 40 ° C се определя с помощта на тераометър E6-13A върху тестови платки, покрити със защитна маска, разработени за подобни тестове от ЦНИТИ (Москва), както и върху тестови платки, съответстващи на международния стандарт.
Изолационното съпротивление, което определя устойчивостта на влага на покритието, зависи пряко от степента на адхезия на защитната маска към повърхността на печатната платка. Колкото по-лоша е адхезията, толкова по-ниска е устойчивостта на защитното покритие към разслояващия ефект на влагата, толкова по-ниска е стойността на изолационното съпротивление.
Анализирайки резултатите, дадени в табл. 2 може да се каже, че подобрената адхезия на защитната маска към сплавта Sn-Pb и в резултат на това нейната по-висока устойчивост на влага е постигната при съотношение на съставките на състава 3-5, 9-10, 12-13, 16-17, 20-21.
Когато съдържанието в състава на глицидилметакрилат е по-малко от 10 тегл. (състав 2, табл. 1) и епоксиакрилат по-малко от 5 тегл. (състав 7) свойствата на защитната маска се различават леко от прототипа. Когато съдържаниетоглицидил метакрилат повече от 30 тегл. (състав 6) има силно разтичане на течния състав, което затруднява нанасянето му върху дъската.
Добавяне към състава на епоксиакрилат за поддържане на вискозитета на желаното ниво над 15 тегл. (състав 10) влошава разтворимостта на състава в 1% воден разтвор на сода.
Когато съдържанието на винилтриетоксисилан е повече от 4 тегл. (състав 14) след стареене на платките в продължение на 1000 часа при температура 120 ° C се наблюдава напукване на защитното покритие, със съдържание на този компонент по-малко от 2% (състав 11), омокряемостта на печатната платка от течния състав се влошава.
Когато съдържанието на 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон в състава е по-малко от 1 тегл. (състав 15) и повече от 5 тегл. (състав 18) се наблюдава намаляване на скоростта на фотополимеризация на покритието. Добавяне към състава на багрилото повече от 0,02 тегл. (състав 22) намалява скоростта на фотополимеризация на покритието, по-малко от 0,005 (състав 19) не осигурява необходимия контраст на дъската.
ФОТОПОЛИМЕРИЗИРАЩ СЪСТАВ ЗА ПРОИЗВОДСТВО НА ЗАЩИТНИ МАСКИ НА ПЕЧАТНИ ДЪБКИ, включващ -метакрил-ди-(диетилен гликол)фталат, винилтриетоксисилан, фотоинициатор и багрило, характеризиращ се с това, че за да се увеличи адхезията към калаено-оловното покритие на печатни платки и да се увеличи електрическото съпротивление на изолацията на печатни платки, като фотоинициатор съдържа 2,2-диметокси-2-фенилацетофен, като багрило - зелен фталоцианинов пигмент и допълнително съдържа глицидил метакрилат и епоксиакрилат с формула, където n = 1 - 3; m = 1 - 2, при следното съотношение на компонентите, тегл.%: Глицидилметакрилат - 10,0 - 30,0 Епоксиакрилат с посочената формула - 5,0 - 15,0 Винилтриетоксисилан - 2,0 - 4,0 2,2-Диметокси-2-фенилацетофенон - 1,0 - 5,0 P пигмент зеленфталоцианин - 0,005 - 0,02 , -метакрил-ди-(диетилен гликол) фталат - останалото