在PCB生产过程中,需要使用干膜.阻焊油墨等光敏材料.为了保证生产过程中不产生不希望的曝光,在干膜.感光阻焊制程中往往采用不含有紫外线成分的黄光灯管.
尽管黄光灯无紫外线成分,避免了对产品的影响,但昏黄的灯光对于员工的生产效率产生了负面效应.文章针对LED灯管对PCB光敏材料的影响进行测试,分析LED灯管运用于PCB生产过程的可行性,为提高生产效率.降低成本提供了新的尝试.
1 背景介绍
PCB生产过程中,每层图形以及最终阻焊层的形成都离不开光敏材料,这些光敏材料包括干膜.阻焊油墨等.图形形成的过程分为三个步骤,整板覆光敏材料.曝光.显影.其中曝光是采用紫外光进行的.为保证在曝光前的覆有光敏材料的PCB生产板不产生不希望的曝光,在生产过程中,往往采用不含有紫外线成分的黄光灯管.黄光灯管在保证产品品质的同时,也带来了一些负面影响.员工长期在黄光条件下工作,易产生疲劳导致对版偏以及生产效率的低下.黄光灯管如图1所示.
为了提高产品的品质以及员工的生产效率,测试LED灯管对于PCB光敏材料的影响,尝试LED灯管代替不含紫外线的黄光灯管.
2 光及LED灯管相关理论知识
2.1 可见光波长
可见光的波长范围在(770~350)nm之间.
波长不同的电磁波,引起人眼的颜色感觉不同.
(770~622)nm,感觉为红色;(622~597)nm,橙色;(597~577)nm,黄色;(577~492)nm,绿色;(492~455)nm,蓝靛色;(455~350)nm,紫色.图2为可见光谱在电磁波谱中的位置.
其中,紫外线是电磁波谱中波长从10 nm到400nm辐射的总称,不能引起人们的视觉.紫外线能够使含有溴化银的照相底片感光.紫外线同样可以使光敏材料发生聚合反应,从而制作出PCB的图形.
2.2 黄光灯管与LED灯管
2.2.1 黄光灯管
目前涉及PCB光敏材料的生产环境使用的灯管为黄光灯管.此种类型灯管不含有紫外线,故不会使光敏材料产生曝光.黄光灯管与普通白灯管的光谱图如图3所示.
2.2.2 LED灯管
LED灯管也俗称光管.日光灯管,其光源采用LED作为发光体.其特点为光线中不含紫外线和红外线,不产生辐射(普通灯管光线中含有紫外线和红外线),波长稳定.以440 nm LED灯管为例,其波长范围为(445~447.5) nm,而普通日光灯管为(380~780) nm.并且440 nm LED灯管的主要波长集中在(440~455)nm,其他波段的含量,可忽略不记.
光谱图如图4所示.
3 光敏材料感光原理
3.1 光敏材料感光原理
一般光化学反应所指的是,在吸收一定的波长能量下(一般为300 nm ~ 400 nm)所产生的感光高分子聚合反应.感光材料在紫外光照射前后如图5所示.
3.2 常用干膜及阻焊油墨的感光波长
常用干膜及阻焊油墨的感光波长情况如表1所示.