碳油pcb板及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于PCB板制造領(lǐng)域，提供了一種碳油PCB板制作方法及依該方法制作的碳油PCB板，該方法包括以下步驟：調(diào)制碳油墨：充分?jǐn)嚢杼加湍?，使其達(dá)到所需粘度；開料：在PCB基板上固化阻焊劑，制作待印刷碳油墨圖形再安裝在絲印機(jī)上；制版：制作網(wǎng)版，再安裝于絲印機(jī)上；預(yù)調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)網(wǎng)距和刮刀行程；對(duì)正調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)網(wǎng)版的相對(duì)位置，使網(wǎng)版上的圖形區(qū)域與PCB板上的待印刷碳油墨圖形對(duì)準(zhǔn)；油墨印刷：用刮刀將碳油墨刮印于PCB板上；烘烤：使PCB板上的碳油墨干燥固化，制成碳膜導(dǎo)電層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用該碳油PCB板制作方法在PCB板基體上制作出的碳膜厚度均勻，碳膜阻值能得到良好地控制，碳油PCB板良品率更高。
【專利說明】碳油PCB板及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于PCB板制作領(lǐng)域，尤其涉及一種碳油PCB板制作方法及依該方法制作的碳油PCB板。

【背景技術(shù)】
[0002]碳油PCB板(印刷電路板)是指采用碳質(zhì)導(dǎo)電油墨(簡(jiǎn)稱為碳油墨)涂覆在PCB板基體上，經(jīng)固化形成具有碳膜導(dǎo)電圖形的PCB板。PCB板制作成本要求一降再降，采用碳油按鍵取代目前昂貴的金按鍵是大勢(shì)所趨，碳油按鍵耐磨能力強(qiáng)，可以經(jīng)受多次反復(fù)操作，一般可達(dá)十萬(wàn)乃至百萬(wàn)次級(jí)的正常的開合作用。
[0003]目前碳油墨主要是通過絲網(wǎng)印刷(也稱為絲印)的方式印制在PCB板基體上，但是由于碳膜的電性能要求高，對(duì)其阻值也有一定的要求。方塊電阻(簡(jiǎn)稱方阻)，指一個(gè)正方形的薄膜導(dǎo)電材料一邊到另一邊之間的電阻，方塊電阻Rs=P/t (其中P為導(dǎo)電材料的電阻率，t為薄膜厚度)。對(duì)于同一種碳油墨，其電阻率一定，其制成的碳膜的方塊電阻與碳膜厚度成反比。當(dāng)碳膜導(dǎo)電圖形設(shè)計(jì)一定，即碳膜面積一定時(shí)，其阻值僅與碳膜厚度有關(guān)。而碳油墨絲印中，碳膜厚度難以精確控制，存在厚度不均勻的問題，致使碳膜阻值難以控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種碳油PCB板制作方法，旨在解決碳油墨絲印中，碳膜厚度難以精確控制，存在厚度不均勻，致使碳膜阻值難以控制的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種碳油PCB板制作方法，包括以下步驟:
[0006]調(diào)制碳油墨:充分?jǐn)嚢杼加湍?，使其達(dá)到所需粘度，所需粘度取值范圍為350?400dpa.s ；
[0007]開料:在PCB基板上固化阻焊劑，再在固化有阻焊劑的PCB板上制作待印刷碳油墨圖形，然后將其安裝在絲印機(jī)上；
[0008]制版:制作網(wǎng)版，使其網(wǎng)版張力為20?30N/cm，并將其安裝于所述絲印機(jī)上，用膠封住所述網(wǎng)版邊框及所述網(wǎng)版上的非圖形區(qū)域；
[0009]預(yù)調(diào)節(jié):調(diào)節(jié)網(wǎng)距為3?5mm，調(diào)節(jié)刮刀行程，以保證絲印時(shí)，所述刮刀行程能覆蓋所述網(wǎng)版上的圖形區(qū)域；
[0010]對(duì)正調(diào)節(jié):調(diào)節(jié)所述網(wǎng)版的相對(duì)位置，使所述網(wǎng)版上的圖形區(qū)域與所述PCB板上的待印刷碳油墨圖形對(duì)準(zhǔn)；
[0011]油墨印刷:將上述調(diào)制好的碳油墨倒在所述網(wǎng)版的非圖形區(qū)域，用刮刀將所述碳油墨刮印于所述PCB板上；
[0012]烘烤:將上述印刷有碳油墨的PCB板置于烤箱中烘烤，使所述碳油墨干燥固化，制成碳膜導(dǎo)電層。
[0013]本發(fā)明還提供一種碳油PCB板，所述碳油PCB板根據(jù)如上所述的碳油PCB板制作方法制得。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用該碳油PCB板制作方法在PCB板基體上制作出的碳膜厚度均勻，因而碳膜阻值能得到良好地控制，制作出的碳油PCB板良品率更高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的碳油PCB板制作方法流程示意圖；
[0016]圖2是圖1的碳油PCB板制作方法中精調(diào)節(jié)步驟的流程示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的碳油PCB板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種碳油PCB板制作方法，包括以下步驟:
[0020]調(diào)制碳油墨S1:充分?jǐn)嚢杼加湍?，使其達(dá)到所需粘度，所需粘度取值范圍為350?400dpa.s ；
[0021]開料S2:在PCB基板上固化阻焊劑，再在固化有阻焊劑的PCB板上制作待印刷碳油墨圖形，然后將其安裝在絲印機(jī)上；
[0022]制版S3:制作網(wǎng)版，使其網(wǎng)版張力為20?30N/cm，并將其安裝于絲印機(jī)上，用膠封住網(wǎng)版邊框及網(wǎng)版上的非圖形區(qū)域；
[0023]預(yù)調(diào)節(jié)S4:調(diào)節(jié)網(wǎng)距為3?5mm，調(diào)節(jié)刮刀行程，以保證絲印時(shí)，刮刀行程能覆蓋網(wǎng)版上的圖形區(qū)域；
[0024]對(duì)正調(diào)節(jié)S5:調(diào)節(jié)網(wǎng)版的相對(duì)位置，使網(wǎng)版上的圖形區(qū)域與PCB板上的待印刷碳油墨圖形對(duì)準(zhǔn)；
[0025]油墨印刷S7:將上述調(diào)制好的碳油墨倒在網(wǎng)版的非圖形區(qū)域，用刮刀將碳油墨刮印于PCB板上；
[0026]烘烤S8:將上述印刷有碳油墨的PCB板置于烤箱中烘烤，使碳油墨干燥固化，制成碳導(dǎo)電層。
[0027]網(wǎng)距是指網(wǎng)版印刷面與承印物表面之間的距離。在絲印中，為了避免網(wǎng)版粘到承印物上，網(wǎng)印版與承印物之間必須保持一定距離。網(wǎng)版一旦粘到承印物上，就會(huì)嚴(yán)重影響印刷質(zhì)量，網(wǎng)距的作用就是有效地克服這一問題，使網(wǎng)版只在刮刀刮印時(shí)接觸承印物，一旦刮刀刮過，網(wǎng)版回彈，網(wǎng)版與承印物瞬間脫離，避免發(fā)生拖墨和蹭臟等現(xiàn)象。本發(fā)明中承印物為待印刷碳油墨的PCB板。
[0028]網(wǎng)版張力越大，網(wǎng)距越大，在刮刀刮印時(shí)，刮刀壓力越大，會(huì)使刮刀變形，使印制的碳膜厚度不一致；同時(shí)影響印刷效率，還可能會(huì)使網(wǎng)版邊框翹起，且網(wǎng)版張力損失大，網(wǎng)版容易早衰。而網(wǎng)版張力過小，網(wǎng)距過小，在刮刀刮印時(shí)，會(huì)發(fā)生絲網(wǎng)褶皺，造成絲印的碳膜圖形模糊，厚度不均勻。網(wǎng)距越大，絲網(wǎng)被拉伸得越大，絲印時(shí)，越難以對(duì)準(zhǔn)，造成PCB板上絲印的碳膜發(fā)生偏移。網(wǎng)距過小，絲網(wǎng)不能立即彈離PCB板，使圖形變模糊。在網(wǎng)版具有一定張力的情況下，必須保證在絲印過程中刮刀刮壓力最小而絲網(wǎng)又能立即彈離工件。碳油墨粘度越大，在絲印時(shí)越難被刮刀刮印至PCB板上，且由于碳油墨間的粘接作用，會(huì)導(dǎo)致碳膜厚度不均。而碳油墨粘度過小，其流動(dòng)性太大，會(huì)造成絲印的圖形模糊，碳油墨流至PCB板上待印刷碳油墨圖形區(qū)域以外的位置，甚至可能導(dǎo)致短路等問題。
[0029]而碳油墨中碳粉比重較大，在貯存時(shí)會(huì)產(chǎn)生部分沉淀，同時(shí)與通常的線路印料相比它有較高的觸變性，攪拌時(shí)，其粘度會(huì)降低，同時(shí)觸變性降低；在印刷中斷或貯存過程中其粘度又會(huì)再次增加，觸變性增大。觸變性是指物體(如涂料)受到剪切時(shí)，稠度變小，停止剪切時(shí)，稠度又增加或受到剪切時(shí)，稠度變大，停止剪切時(shí)，稠度又變小的性質(zhì)。
[0030]通過將網(wǎng)版張力設(shè)置為20?30N/cm，可以方便將網(wǎng)版上的圖形區(qū)域與PCB板上制作的待印刷碳油墨圖形對(duì)準(zhǔn)，防止絲印誤差。同時(shí)將網(wǎng)距設(shè)為3?5mm，保證絲印的碳油墨的厚度，在絲印時(shí)，攪拌碳油墨，使其粘度在350?400dpa.s范圍內(nèi)，保證其能很好地被刮刀刮印至PCB板上，使網(wǎng)版張力、網(wǎng)距及粘度達(dá)到良好地平衡，從而保證印刷至PCB板上的碳油墨在有足夠厚度的基礎(chǔ)上，使其厚度均勻，進(jìn)而精確控制碳膜阻值。
[0031 ] 在PCB基板上固化阻焊劑，可以在PCB基板表面構(gòu)成聚合物保護(hù)膜，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(hù)布線層，防止電路腐蝕斷線，防止焊接點(diǎn)多而造成線間短路。
[0032]用膠封住網(wǎng)版邊框及網(wǎng)版上的非圖形區(qū)域；以防止絲網(wǎng)印刷時(shí)，碳油墨從網(wǎng)版邊框及網(wǎng)版上的非圖形區(qū)域滲透出?？梢允褂猛该髂z密封網(wǎng)版邊框及網(wǎng)版上的非圖形區(qū)域，可以便于觀察是否有碳油墨從膠上滲透。也可以使用其它膠帶進(jìn)行密封。
[0033]請(qǐng)一并參閱圖2，進(jìn)一步地，在油墨印刷S7步驟前與對(duì)正調(diào)節(jié)S5步驟之后還包括精調(diào)節(jié)S6，其包括以下步驟:
[0034]S61)在所述PCB板上貼合對(duì)位膜，并使對(duì)位膜平整；
[0035]S62)將調(diào)制好的碳油墨倒在網(wǎng)版的非圖形區(qū)域，用刮刀將所述碳油墨刮印于所述對(duì)位膜上；
[0036]S63)對(duì)比對(duì)位膜上印制的圖形與PCB板上待印刷碳油墨圖形是否重合；如果重合則進(jìn)行油墨印刷S7步驟；如果不重合，則進(jìn)行步驟S64 ；
[0037]S64)微調(diào)網(wǎng)版位置，取下該對(duì)位膜，然后重復(fù)S61-S63步驟。
[0038]對(duì)位膜可以采用透明膜，當(dāng)碳油墨印刷在對(duì)位膜上后，可以方便對(duì)比與PCB板上待印刷碳油墨圖形的重合情況。通過設(shè)置精調(diào)節(jié)S6步驟，可以精確確定絲印到PCB板上碳油墨的位置，使制作出的碳油PCB板上碳膜位置精準(zhǔn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)可以防止出現(xiàn)露銅、碳膜位置偏移等問題。
[0039]在精調(diào)節(jié)S6步驟中，還可以對(duì)印刷至對(duì)位膜上的碳油墨進(jìn)行固化形成碳膜，并測(cè)量其厚度及平整度，根據(jù)測(cè)量出的碳膜厚度和平整度，再精確調(diào)整碳油墨粘度、網(wǎng)距。因而在貼合對(duì)位膜時(shí)，對(duì)位膜要平整，不僅便于對(duì)比印刷的碳油墨圖形與PCB板上待印刷碳油墨圖形的重合情況，還起到測(cè)量出的碳膜厚度和平整度準(zhǔn)確性的問題。優(yōu)選地，網(wǎng)版張力設(shè)置為20N/cm，網(wǎng)距設(shè)為4mm，碳油墨粘度為370dpa.S?？梢员３志W(wǎng)版張力、網(wǎng)距及粘度達(dá)到良好地平衡，同時(shí)，在精調(diào)節(jié)S6步驟中，可以對(duì)網(wǎng)距、碳油墨粘度進(jìn)行適當(dāng)微調(diào)，保證印刷至PCB板上的碳油墨在有足夠厚度的基礎(chǔ)上，使其厚度均勻，進(jìn)而精確控制碳膜阻值。
[0040]在制版S3中，網(wǎng)版上感光乳劑膜層厚度為25?35 μ m。在刮刀刮印過程中，碳油墨被擠壓至網(wǎng)版上圖形區(qū)域的網(wǎng)孔中，再與PCB板接觸，而附著在PCB板上。同一位置附著的碳油墨量載多，則其厚度越厚。在刮刀刮印時(shí)，網(wǎng)版上感光乳劑膜層厚度直接決定了能通過網(wǎng)孔附著到PCB板上碳油墨的量，將感光乳劑膜層厚度為25?35 μ m，可以使附著在PCB板上碳油墨量充足，保證制得的碳膜平均厚度，優(yōu)選地可以使用30μπι感光乳劑膜層。具體地，碳油墨的厚度越薄還與網(wǎng)版目數(shù)有關(guān)，網(wǎng)版目數(shù)越高，絲印出碳油墨的厚度越薄，固化出的碳膜厚度也越薄。網(wǎng)版目數(shù)可以在45Τ?77Τ范圍內(nèi)根據(jù)確定的碳膜阻值選取適當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)版目數(shù)。例如使用61Τ網(wǎng)版印制厚度為16 μ m的碳膜。
[0041]調(diào)制碳油墨SI步驟中，攪拌碳油墨時(shí),如果充分?jǐn)嚢韬?碳油墨粘度高于所需粘度，則向碳油墨中加入能降低碳油墨粘度的活性稀釋劑，以使其粘度調(diào)至所需粘度。粘度低可以增加碳油墨流動(dòng)性，使絲印出的碳油墨厚度均勻。而由于碳油墨具有觸變性，在使用時(shí)，有時(shí)難以攪拌至所述需粘度，加入活性稀釋劑可以方便調(diào)節(jié)碳油墨粘度。
[0042]對(duì)于調(diào)制碳油墨SI，并不限定其順序，只要碳油墨作用前調(diào)制好即可。如本實(shí)施例中，將調(diào)制碳油墨SI步驟放在最前,先調(diào)制好碳油墨以備使用。在其它實(shí)施例中，調(diào)制碳油墨SI步驟也可以開料S2步驟后與制版S3步驟前之間進(jìn)行，或者在制版S3步驟后與預(yù)調(diào)節(jié)S4步驟前之間進(jìn)行，或者在預(yù)調(diào)節(jié)S4步驟后與對(duì)正調(diào)節(jié)S5步驟前之間進(jìn)行，或者在對(duì)正調(diào)節(jié)S5步驟后與精調(diào)節(jié)S6前進(jìn)行，甚至還可以在精調(diào)節(jié)S6步驟中的S61步驟后S62步驟前進(jìn)行。
[0043]具體地，刮刀在網(wǎng)版上刮動(dòng)時(shí)，刮刀角度為45?60度夾角。刮刀角度即刮刀和絲網(wǎng)之間在印刷方向上測(cè)得的角度。刮刀角度過小，容易產(chǎn)生刮刀變形，不適合于大面積的絲網(wǎng)印刷，碳油墨壓出量大，刮刀角度過大，碳油墨壓出量少。刮刀角度選擇45?65度為佳。
[0044]進(jìn)一步地，開料S2步驟中，在將PCB板安裝于絲印機(jī)上之前，還需對(duì)PCB板進(jìn)行清洗處理。由于氧化膜、油污、有機(jī)涂料或其殘余物都會(huì)影響碳油墨在PCB板上的附著效果，通過清洗處理除去PCB板上的雜質(zhì)，使PCB板干凈無(wú)塵，確保碳油墨與PCB板之間的附著力和良好的導(dǎo)電性。對(duì)PCB板進(jìn)行清洗處理時(shí)，可以使用1%硫酸作為清洗液，以使清洗更干凈。
[0045]進(jìn)一步地，在開料S2步驟中，在PCB板的待印刷碳油墨圖形上印制絕緣層，以防止在碳油墨印刷過程中導(dǎo)致銅線路短路。
[0046]具體地，烘烤S8步驟中，烘烤溫度為150?160攝氏度，烘烤時(shí)間為15?60分鐘。可以使用間斷式熱風(fēng)循環(huán)烘箱或連續(xù)式隧道烘爐對(duì)PCB板上碳油墨進(jìn)行烘干處理，使碳油墨固化為碳膜導(dǎo)電層。從而制作出合格的碳油PCB板。
[0047]請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明實(shí)施例還公開一種使用上述方便制得的碳油PCB板。該碳油PCB板包括基板11，基板11上設(shè)有銅線路12，基板11上固化有阻焊劑13，其上固化有碳膜導(dǎo)電圖層14，為防止在碳油墨印刷過程中導(dǎo)致銅線路12短路，在碳油墨線路圖形與阻焊劑13之間印有絕緣層15。該碳油PCB板碳膜厚度均勻，阻值能得到良好地控制。
[0048]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種碳油PCB板制作方法，其特征在于，包括以下步驟: 調(diào)制碳油墨:充分?jǐn)嚢杼加湍?，使其達(dá)到所需粘度，所需粘度取值范圍為350?400dpa.s ； 開料:在PCB基板上固化阻焊劑，再在固化有阻焊劑的PCB板上制作待印刷碳油墨圖形，然后將其安裝在絲印機(jī)上； 制版:制作網(wǎng)版，使其網(wǎng)版張力為20?30N/cm，并將其安裝于所述絲印機(jī)上，用膠封住所述網(wǎng)版邊框及所述網(wǎng)版上的非圖形區(qū)域； 預(yù)調(diào)節(jié):調(diào)節(jié)網(wǎng)距為3?5mm，調(diào)節(jié)刮刀行程，以保證絲印時(shí)，所述刮刀行程能覆蓋所述網(wǎng)版上的圖形區(qū)域； 對(duì)正調(diào)節(jié):調(diào)節(jié)所述網(wǎng)版的相對(duì)位置，使所述網(wǎng)版上的圖形區(qū)域與所述PCB板上的待印刷碳油墨圖形對(duì)準(zhǔn)； 油墨印刷:將上述調(diào)制好的碳油墨倒在所述網(wǎng)版的非圖形區(qū)域，用刮刀將所述碳油墨刮印于所述PCB板上； 烘烤:將上述印刷有碳油墨的PCB板置于烤箱中烘烤，使所述碳油墨干燥固化，制成碳膜導(dǎo)電層。
2.如權(quán)利要求1所述的碳油PCB板制作方法，其特征在于，在所述油墨印刷步驟前與所述對(duì)正調(diào)節(jié)步驟之后還包括精調(diào)節(jié)，所述精調(diào)節(jié)包括以下步驟: 561)在所述PCB板上貼合對(duì)位膜，并使所述對(duì)位膜平整； 562)將所述調(diào)制好的碳油墨倒在所述網(wǎng)版的非圖形區(qū)域，用刮刀將所述碳油墨刮印于所述對(duì)位膜上； 563)對(duì)比所述對(duì)位膜上印制的圖形與所述PCB板上待印刷碳油墨圖形是否重合；如果重合則進(jìn)行油墨印刷步驟；如果不重合，則進(jìn)行步驟S64 ； 564)微調(diào)所述網(wǎng)版位置，取下該對(duì)位膜，然后重復(fù)步驟S61-S63)。
3.如權(quán)利要求1所述的碳油PCB板制作方法，其特征在于，所述制版步驟中，所述網(wǎng)版上感光乳劑膜層厚度為25?35 μ m。
4.如權(quán)利要求1所述的碳油PCB板制作方法，其特征在于，所述調(diào)制碳油墨步驟中，攪拌所述碳油墨時(shí)，如果充分?jǐn)嚢韬?，所述碳油墨粘度高于所需粘度，則向所述碳油墨中加入能降低所述碳油墨粘度的活性稀釋劑，以使其粘度調(diào)至所需粘度。
5.如權(quán)利要求1所述的碳油PCB板制作方法，其特征在于，所述刮刀在所述網(wǎng)版上刮動(dòng)時(shí)，其刮刀角度為45?60度夾角。
6.如權(quán)利要求1所述的碳油PCB板制作方法，其特征在于，所述開料步驟中，在將所述PCB板安裝于所述絲印機(jī)上之前，還需對(duì)所述PCB板進(jìn)行清洗處理。
7.如權(quán)利要求6所述的碳油PCB板制作方法，其特征在于，對(duì)所述PCB板進(jìn)行清洗處理時(shí)，使用清洗液為1%硫酸。
8.如權(quán)利要求1所述的碳油PCB板制作方法，其特征在于，所述烘烤步驟中，烘烤溫度為150?160攝氏度。
9.如權(quán)利要求8所述的碳油PCB板制作方法，其特征在于，所述烘烤步驟中，烘烤時(shí)間為15?60分鐘。
10.一種碳油PCB板，其特征在于，所述碳油PCB板根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的碳 油PCB板制作方法制得。
【文檔編號(hào)】H05K3/12GK104519671SQ201310446826
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】宋建遠(yuǎn), 韓啟龍, 張國(guó)成, 謝萍萍 申請(qǐng)人:深圳崇達(dá)多層線路板有限公司