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     摘要：本文概述了有關PCB油墨觸變及流平的理論，介紹了PCB所用國產油墨的發(fā)展，同時向讀者闡述觸變和流平在PCB油墨中的應用。　　關鍵詞：觸變性 流平性 粘度 剪切力　　抗蝕油墨在PCB的生產中是用來完成加工線路圖型的材料。阻焊油墨是永久留在板面上的油墨，它不僅有抗熱沖擊、防腐、抗蝕、具有良好的電性能，還是一種表面裝飾。而標記油墨又起著標記，說明及畫龍點精的作用。  　　我國幾十年的印制板發(fā)展史也是印制板油墨的發(fā)展史，最早用于單面板線路油墨都是自己配制，以厚漆、填料、松香、溶劑為主的自干或烘干型油墨。七十年代中期又出現(xiàn)了以瀝清為主體的油墨，線條的邊緣有所改善，到八十年代初才有專業(yè)廠生產線路油墨。關于阻焊油墨是首先由廣州化工研究所試制的熱固阻焊油墨，當時行銷大江南北。 　　隨著PCB技術的飛速發(fā)展和改革開放的深入，我國油墨市場已經是繁花似錦，進口油墨有美國、日本、西德、英國，而國產以臺灣居多。另外北京、廣東、杭州、無錫也有生產?！　o論是進口油墨還是國產油墨都必須進行試用，逐步找出其粘度的變化，必要時進行性能的測試，利用其觸變及流平性能調整自己的操作規(guī)程才能很好地用于生產?！　『唵沃v，油墨的粘度是抵抗或阻止流動的一種量度，下面用一簡單模型圖來介紹粘度的概念。　　在兩層薄板間有一層液體，上層薄板可以移動，下層薄板為固定板，其間距為x，一個大小為F的力作用于上層可移動的薄板，使其按切線方向移動，其速度相對于底部是v，在移動時，兩層薄板之間多層液體也發(fā)生移動，其頂部的速度最高，底部的速度最低，而中間層具有中等速度。定義速度梯度dυ／dx為剪切速率(D)，其單位是l／s。作用于頂部的力除以面積，即單位面積上所受的力(F／A)稱為剪切力(r)，其單位是Pa。粘度(η)是剪切力與剪切率的比值，η＝r/D，其單位是Pa·S。即剪切力一定時，粘度越大的液體，其切剪速率越小，也就是內部的速率遞降越小，總起來可獲得下面三個公式，但是這三個公式也是牛頓型流動的定量關系。也是流變學的三個要素：剪切力，剪切速率和粘度，所謂流變學就是描述物體在外力作用下產生流動和變形規(guī)律的科學。　　剪切率（速率）D=dv/dx=u/x（S-1） 　　剪切力（應力）r=F/A（N/m2=Pa） 　　粘度=η（剪切應力/剪切速率）=（F/A）/（V/X）=（PaS） 　　式中A=面積 F=力 V=速度（m/s）　　在電路板的圖型網印中最讓操作者頭疼的就是線條的精細控制和線條邊緣的陡直程度了。老實講在七十年代的自制油墨是無法解決線條的變粗、變細和邊緣不陡直的毛病。(當然這同當時制網版圖形有關，也同當時網版的制造水平有關)，為此油墨專家們根據(jù)上述的有關理論。首先是在油墨中加入流變劑，使其具有獨特的穩(wěn)定結構，能保護已經分散的顏料顆粒，形成有觸變性的油墨，有助于流掛的控制和保持良好的流平性，防止染料的沉降。我們在圖形網印時，不論是直接蝕刻圖形或是抗電鍍圖形都需要一個有理論值的線條寬度或線間距，這就需選擇具有較好觸變型的油墨。其粘度特點是：當剪切速率增加時，粘度逐步下降；一理剪切力釋去粘度立即回復。使用油墨前根據(jù)需要進行稀釋和攪拌，如果是手工攪拌開始較為費力，隨著時間的增加，逐漸覺得省力，這是因為在攪拌時，油墨的原始結構已經遭到破壞，(隨著攪拌時間的增加，油墨原始結構破壞程度隨之增加)攪拌后再靜止一段時間，在靜止的過程中遭破壞的結構隨靜止時間的增加而逐步回復到原始值，也就是說在這時候進行網印較為合適。(一般靜止20分鐘以上為宜)有良好觸變性的油墨網印時的汽泡也應在5”~10”內消失。這是因為在任何剪切速率下其粘度低于未經剪切的原始材料的粘度值，結構破壞也是暫時的。當油墨網印在板面的過程中，油墨的運動遠遠(剪切動力)達不到攪拌時的強度，而結構破壞也遠不及攪拌時的強度，故油墨網印在板上時粘度也遠不及攪拌時下降的多，因此所印圖形的寬度盡管需靜止但變化不會大，下圖是兩種觸變結果的對比。    所以應注意：剪切速率增加和回復時粘度曲線所復蓋的區(qū)域是個衡量，是觸變性能的尺度。當我們使用光成像抗電鍍油墨時，不同品牌亦有不同的結果，也會發(fā)生同樣情況。請看下面兩圖比較： 　　所以在油墨中添加一個有觸變效應的涂料助劑，形成一個理想的觸變結構是非常必要的。這也是PCB油墨中所要求的一個重要指標，但應指出的是這種觸變性能的增加并非無止境而是按生產實踐恰到好處。前幾年有的品牌油墨就有類似現(xiàn)象，光注重了油墨的觸變，使粘度增加，網印時刮印費力、堵孔、而膜面粗糙，影響了線條的精度和后工序的正常進行?！　【W印在基材上的油墨是否達到平態(tài)光滑的特性稱之為流平性。當油墨網印在基材上時，將留下網格的痕跡，此痕跡可隨未干燥前的流動而減輕，當油墨的流平性差時，用肉眼仍能看到輕微網格的痕跡，如圖5所示： 　　應說明的是：油墨由不平流向平滑的推動力不是重力而是表面張力，圖中λ為兩網線間的距離，ao(波長)為振幅，當2ao低于1μm時肉眼是看不出差別的。流平可用下面公式表示：　　△t=1g（ao）/（at）λ4η/226γx3　　式中γ為表面張力，ao表示起始的振幅，a1為t時的振幅，△t為流平到a1時所需的時間。從式中可看出，當油墨粘度低時，△t小，X值高時，△t小，△t值小表示流平好，因此流平性好希望粘度低。 　　但是△t太小時，我們所印的板，除部分單面板外大都用扦架的方式去烘烤干燥，這時就有可能出現(xiàn)流掛的現(xiàn)象，請看圖6，我們稱重力引起油墨的流動現(xiàn)象稱為流掛。對于油墨的流掛，是指經網印扦架(豎起)后，油墨有不同程度的下流傾向，然而粘度是抗拒流動的量度，它是防止流掛的因素，經力學家分析，流掛的速度公式如下：　　V=ρgx2/2η　　式中ρ為油墨密度，η為粘度，g為重力加速度常數(shù)，x為涂層厚度，因此粘度大，流掛速度??；涂層薄時流掛速度也小，油墨的流平和流掛是兩個相矛盾的現(xiàn)象，良好的油墨流平性要求在足夠長的時間內將粘度保持至最低點，有充分的時間使油墨流平，形成平整的涂膜，這樣就往往出現(xiàn)流掛。反之要求不完全出現(xiàn)流掛。油墨的粘度要求特別高，它將導致很少或完全沒有流動性。為此需要一個優(yōu)良的流變助劑，其流平和流掛取得適當?shù)钠胶?，即在網印條件下油墨粘度暫時低，并在粘度的滯后回復期間保持在低粘度下，顯示了良好的流平性；一旦流平后粘度又逐步回復，這樣就防止了流掛現(xiàn)象的產生。 　　綜上所述，在制做多層版內層，單面板、標牌、柵網、框架等產品時，我們需要油墨的流平性，這種流平性是指所使用油墨有流平和流掛的平衡，其要求是網印后能很快流平，而當板豎起時又不能出現(xiàn)流掛。而在做孔化雙面板時，無論是直接印圖形的油墨還是光成像油墨都要良好的觸變性，而對流平性的要求則較之上述要小得多所以網印時用墨一般不稀釋，而攪拌后放置較長時間，使其充分的回復。目的是保證圖形的精確和不使油墨堵孔。  來源：北京市力拓達科技公司 李春甫 邵磊