一、歷史回顧與應用現狀
我國第一塊印制板于1959年問世,大約于20世紀60年代初才用于批量生產。最初作為制造印制板圖形的掩膜是以重鉻酸鹽為感光劑的膠體。
1.感光掩膜的三個發展階段
①蟲膠感光掩膜:這項最老的技術是從前蘇聯引進的,因乙醇顯影工藝復雜很快就被淘汰了。
②骨膠感光掩膜:這項技術是從制版和制標牌工藝中移植過來的,經濟實用。后來,技術人員又進而開發出物理固膜和化學固膜技術,很快得到推廣,但是高溫時不能久貯。
③聚乙烯醇感光掩膜:此種掩膜配好后可用一個多月,物化性能穩定,比骨膠掩膜有了很大進步。
以上三種掩膜都無法滿足日益發展的市場需求,鑒于當時印制板圖形的線條大都在1.5mm以上,迫切需要一種新的工藝方法來代替。
2.自制網印抗蝕油墨
當時所用絲網都是蠶絲絲網,而且網目規格較少,制版方法多采用“刻紅膜”和“蝕刻圖形噴漆反轉”法。當時自配網印抗蝕油墨配方大約有以下兩種:
①自干型:
石油瀝青200~300g
滑石粉50~200g
燥油10~15ml
溶劑汽油加至1000ml
②烘干型:
厚漆 150~200g
滑石粉 20~50g
色料 0.5~1g
松香 20~30g
松節油 加至1000ml
條件:130℃,30min
雖然自制的網印抗蝕油墨存在許多不足之處,但它也是我國PCB制造圖形的一個飛躍。
3.網印抗蝕油墨的商品化
油墨商們看到中國PCB油墨市場的強大商機,不久就推出了多種型號、不同性能的網印抗蝕油墨,形成了印制板的油墨市場。香港、日本、美國也以最快速度將本公司的PCB網印抗蝕油墨推向我國,并建立合資公司,這些品牌油墨性能穩定、使用方便,最突出的特點是在褪墨這一工序中有了很大的改進——去墨采用堿溶的方法,省去了溶劑清洗和溶劑帶來的污染。隨著電視機板和錄音機板的增多,UV固化型抗蝕絲印油墨問世,明顯加快了PCB板的生產速度。這種油墨固體含量100%無溶劑揮發,是電路板圖形加工中的首選材料,很快在1~2年內推廣至全國,曾經一時出現過供不應求的局面,給油墨制造商創造了無限的商機。
4.光成像抗蝕抗電鍍油墨
隨著PCB材料市場的擴大,一種用于圖形電鍍法(也稱反鍍法)的抗蝕抗電鍍油墨也傳入我國,最突出的優點是:既能作為一般的抗蝕油墨(耐酸性蝕刻和在一定條件下耐堿性蝕刻),也可以耐鍍Cu、耐鍍PbSn、耐鍍Sn、耐鍍NiAu,且分辨率可達0.05mm/0.05mm(線間距/ 線寬),為精密線路板的加工創造了條件。
它一躍成為制造圖形的主要材料之一,因為不需專用設備,廣泛應用于PCB行業的大中小企業,現在已經成為PCB行業中用量最大的一種油墨。
二、阻焊油墨
阻焊油墨要永久地留在印制板表面,保護線路,起絕緣作用,它還可以在吹Sn時保護線路(給焊盤和孔壁涂上Sn),在波峰時只和扦入元件的焊接盤焊接。
1.阻焊油墨的發展
印制板的表面涂覆阻焊油墨起源于上世紀60年代末,而我國的印制板阻焊油墨始于上世紀70年代末,開始從進口轉入國產,同時,也出現熱固型字符油墨。后受電視機和錄音機、錄相機的印制板的耐熱條件所限,UV 固化阻焊油墨也相繼面世。幾年后從品種上還有所增加:除顏色不同外還出現了光亮型、啞光型、布紋型、皺紋型等,供用戶選擇。
2.光成像阻焊油墨
無論是熱固阻焊油墨還是UV 阻焊油墨,其涂布方法均是網印圖形露出印制板的焊盤。但是隨著印制板圖形和焊盤的線條線間距逐漸變小變密,用泵來網印圖形的方法已經無法滿足要求。盡管阻焊干膜的方法流行了幾年,但因其材料價格昂貴,專用真空貼膜機的制造技術不普及,操作工序復雜,成品率低,現這種技術已被淘汰了。當今適于高密度印制板的是光成像阻焊油墨,它除了具備熱固和UV阻焊性能外,最突出的就是它的分辨力優勢(基本和光成像抗蝕抗電鍍油墨相當)。
3.光成像阻焊油墨的應用與普及
盡管在阻焊油墨的范疇中還有熱固阻焊油墨和UV 固化油墨的應用,但是這些都只能用于單面和低檔的電子產品印制板,生產中高檔印制板時還需用光成像阻焊油墨。隨著簾幕涂布技術的發展,及印制板線條密度的普遍增加,使光成像阻焊油墨不斷應用普及到大中小企業中。
從印制板油墨市場看,光成像抗蝕抗電鍍油墨和光成像阻焊油墨不僅是印制板油墨中的主要產品,更是高精密印制板生產中的主要材料。
三、PCB油墨市場淺析
1.PCB油墨價格不斷下滑
隨著我國在世界上PCB地位的上升,國內PCB價格幾年來連續不斷地下降了4~5倍,中小企業受影響最深。在PCB價格不斷下跌的情況下,印制所用的原材料和輔助材料相應降價,跌價情況基本和PCB下跌相當。
2.光成像抗蝕抗電鍍油墨的應用普及
鑒于現在光成像抗蝕抗電鍍油墨價格顯著低于干膜(約2~3倍),且利用率高達95%以上,而且無需增加任何設備及廠房的投資,所以在近幾年中不少廠家迅速由使用干膜改為使用光成像抗蝕抗電鍍油墨。經過一段時間后,由于成本的大幅度降低,生產周期縮短,許多多層板廠也用此油墨來完成內層板的加工并收到了滿意的效果。一些大型的雙面板制造廠還采用雙面滾涂后進烘道的自動線生產方法,獲得了事半功倍的效果。到目前為止,此墨的應用基本普及到了中小企業。隨著香港和臺灣印制板廠的內遷,一些先進的涂布方式(如:噴涂、靜電噴涂、浸涂等)也傳入中國內地,對光成像抗蝕抗電鍍油墨的應用和推廣起了很大的促進作用。
3.網印抗蝕油墨的商品化
油墨商們看到中國PCB油墨市場的強大商機,不久就推出了多種型號、不同性能的網印抗蝕油墨,形成了印制板的油墨市場。香港、日本、美國也以最快速度將本公司的PCB網印抗蝕油墨推向我國,并建立合資公司,這些品牌油墨性能穩定、使用方便,最突出的特點是在褪墨這一工序中有了很大的改進——去墨采用堿溶的方法,省去了溶劑清洗和溶劑帶來的污染。隨著電視機板和錄音機板的增多,UV固化型抗蝕絲印油墨問世,明顯加快了PCB板的生鍍油墨。經過一段時間后,由于成本的大幅度降低,生產周期縮短,許多多層板廠也用此油墨來完成內層板的加工并收到了滿意的效果。一些大型的雙面板制造廠還采用雙面滾涂后進烘道的自動線生產方法,獲得了事半功倍的效果。到目前為止,此墨的應用基本普及到了中小企業。隨著香港和臺灣印制板廠的內遷,一些先進的涂布方式(如:噴涂、靜電噴涂、浸涂等)也傳入中國內地,對光成像抗蝕抗電鍍油墨的應用和推廣起了很大的促進作用。
四、民族品牌的誕生
我國的油墨制造商們看準印制板行業發展的市場,經過若干次的反復試驗,開發出了自己的品牌,而且以最快的速度打入市場,開始同進口品牌競爭。
1.民族品牌誕生的幾種形式
①看準PCB市場,投資商購置油墨配方,聘請技術人員,成立油墨制造公司;
②外國或香港、臺灣地區廠商在大陸設廠,仍延用原商標;
③中外合作建廠;
④原電子工業部為實現八五~九五攻關計劃,由部立項,專業高等院校和研究所、國有大廠合作,先后研制出了UV 阻焊油墨(包括字符油墨)、光成像抗蝕電鍍油墨、光成像阻焊油墨,并已投入生產。
2.進口品牌與民族品牌的比較
那種“進口品牌優于民族品牌”的概念早已經過時了,從總體上看進口品牌和國產品牌大
都在一個起跑線上,而且有相當多的民族品牌的銷售額已經高于進口品牌。但也應當看到某些民族企業往往趕不上時代的節奏,阻礙了他們的發展和進步,其主要也受下列因素的影響:
①原材料配套性差,影響產品性能,需進行優選和再加工;
②基礎材料技術同發達國家相比有一定的差距,發展速度滯后,無法滿足市場要求;
③設備陳舊,資金薄弱,無法加工出精細產品;
④對產品缺乏精細雕刻的信心。在進口品牌中,也有一定數量的劣品,主要表現在:工藝條件寬容度小;耐貯存性較差,氣味太大;技術服務跟不上。
五、PCB油墨銷售大戰
用銷售大戰來形容PCB油墨市場的競爭,一點也不過分,大戰的序幕早在2000年已經拉開,一直延續至今。光成像抗蝕抗電鍍油墨和光成像阻焊油墨,自1998 年大批民族品牌涌入市場,進口品牌急劇增加后,經本人不完全統計,至2004 年底,參與大戰的光成像抗蝕抗電鍍油墨品牌已經增加至54 個,光成像阻焊油墨的品牌已增加至50 個。
民族品牌、進口品牌,再加上經銷商、代理商、銷售點,形成了一個前所未有的銷售網絡,隨著供大于求狀況的出現,同其他行業一樣PCB市場也開始了自相殘殺的價格大戰,2003年底,競殺出了60~70元/公斤的油墨。在幾年的銷售大戰中價格的下降趨勢。
現在,盡管油墨的價格大戰仍在繼續,但近幾年隨著油墨原材料價格的不斷上漲,價格大戰已經走到盡頭。油墨商們正在努力轉變價格大戰的形勢,在服務質量和品種上下工夫,尤其是技術服務更為突出。
六、PCB油墨的環保與未來
在PCB油墨的領域中,UV系列油墨在使用中是屬于環保產品。現在我們探討一下除采用UV系列以外的PCB油墨環保措施。
1.強化PCB使用環境
在UV 系列以外的PCB油墨中,都含有一定數量的溶劑,而在使用中往往還要加入一些稀釋劑來調節粘度。在PCB油墨的使用環境中,大中小企業的差別很大,在大型企業中,為了保持操作使用的質量和效果,有的花大錢使用十萬級的潔凈間;而中小企業就不同了,稍好一些的抽風或送風設備,一般的只是密封的房間,造成了嚴重的環境污染,并對操作者帶來了危害。
2.溶劑的添加和應用應該立法
早在1996 年,瑞典、法國、美國、澳大利亞等國便先后頒布法令嚴格限制某些溶劑的加入,如含苯的碳氫化合物不能超過5%等。我國不僅是PCB生產大國,也是油墨應用大國,而且進口品牌和國產品牌的數量亦在逐年增加,這些油墨中主要溶劑二元醇醚和二元醇酯含量較大,解決的辦法只有立法:一是對進口的油墨加強含毒量的檢測;二是對國產油墨實行準入制度。我國有專業部門鑒定,我們可以借鑒他們的系統條例。
3.油墨商的責任和用戶的選擇
油墨制造商應首先選用低毒的溶劑制造油墨,以便減少對環境的污染和給操作者帶來的危害,如烷烴類、醇類或松節油,溶纖劑等。按照國際慣例應在包裝的標簽上標注警示,說明溶劑的名稱和本油墨在操作時需采取的安全防護措施,及應急處理方法。
4.努力研制無毒溶劑
我國經濟的不斷發展和生活水平的提高都需要一個清新的環境,研制無毒溶劑迫在眉睫,我國的油墨制造商和專家們都在以不同的形式,多方位的攻關和研制無毒溶劑。一些專家研制的無毒溶劑已經開始進入試用階段,相信今后能在油墨行業中很快得到推廣。
5.PCB油墨大戰收獲
①使我國和國際油墨市場有了近距離的接軌。在2004年的CPCA展覽會上看到不少國家的油墨采購商把手伸向中國,由此表明我國的PCB油墨在國際市場上也占據了一定的份額;
② PCB制造廠獲得了更豐厚的實惠,增加了選擇品種的機會,降低了生產成本,開闊了技術視野;
③使油墨生產商進一步樹立了市場經濟的觀念,免費為他們培訓了銷售人員,為自己的產品打入國際市場作好了準備;
④提高了我國PCB油墨制造技術,帶動了相關技術的提高和相關產品的發展,為PCB產業向著更高的目標發展打下了堅實的基礎。