PCB用UV光固化材料发展趋势

水基UV光固化材料的开发和应用是UV光固化材料的发展方向之一,已成为非常活跃的研究和开发领域。在PCB生产中所用的电沉积光致抗蚀剂就是一种水基UV光固化材料；正研制的水显影型光成像阻焊剂也是一种水基UV光固化材料。此外,还在研制开发各种水基光固油墨,据介绍水基光固化字符油墨不久将问世。
一：电沉积光致抗蚀剂
电沉积光致抗蚀剂是将抗蚀剂中感光性树脂作亲水处理后变成水基感光性树脂,经电沉积在覆铜板表面形成一层薄薄的均匀致密的抗蚀膜，膜厚可以控制在5～30Λm之间。电沉积时形成抗蚀层和铜表面是通过化学作用结合,能保证显影和蚀刻时的精度；同时电沉积时抗蚀层能很好地迎合铜表面凹凸，可以提高显影和蚀刻时的可靠性；加之在孔穴内也可电沉积,故在通孔内进行保护也是可能的。电沉积光致抗蚀剂的分辨率可达0102～0103Λm，远远高于其它3类抗蚀剂。
电沉积光致抗蚀剂经UV曝光后，由于感光性树脂结构发生变化,改变了在显影液中的溶解性。若曝光后,树脂发生交联,不溶于显影液,则称为阴型;若曝光后,树脂发生光产酸,溶于显影液,则称为阳型。
阴型抗蚀剂使用的树脂为带羟基的丙烯酸树脂。羟基的作用是与氨类化合物中和,使之亲水化,能进行电沉积；在显影和剥离时,能溶于碱性显影液和剥离液中。
阳型抗蚀剂使用的树脂为带羟基和重氮萘醌基的分子量较大且不溶于水显影液的树脂。羟基的作用同样是可亲水化,进行电沉积;而重氮萘醌见UV光后,分解生成羧酸,使树脂中羧基含量增加。
目前生产中使用的主要是阴型抗蚀剂,其运行成本比干膜法还便宜,分辨率可达0103mm。阳型抗蚀剂由于原材料价格昂贵,生产控制条件比较苛刻,使用范围受到限制,但分辨率可达0102mm,因此在今后更精细的PCB生产上仍有广阔前景。
二：水显影型阻焊剂

水显影型阻焊剂是针对碱显影光成像阻焊剂存在的弊病而研制的。它是一种新型水基感光性树脂,在原来酚醛环氧丙烯酸树脂中,引入热分解性离子形成基Y+,通过Y+的亲水能力使树脂在水中能溶解,具有水溶性。

Y+在80℃时不发生化学变化,而大于100℃时,可与树脂结构发生反应,通过架桥交联形成致密的三维结构,失去亲水性。这样,将新型水基感光树脂涂布在印制板上,预固化75℃,20min,性能不变,涂膜保持水溶性。UV曝光后,未曝光部分仍保持水溶性;曝光部分由于交联聚合使分子量增大,失去水溶性。因此可用30℃水显影,未曝光部分在水中溶解,再后固化150～160℃,30～60min；曝光部分残存的亲水性Y+与树脂发生交联，成为不溶膜,从而具有如表5所示的优良耐热、热蚀和电气性能。

使用水显影阻焊剂，生产工艺和设备与碱显影成像阻焊剂相同,但可以省去碱显影后再需用大量水洗的工序,既省水又节约时间,因此有利于降低PCB的生产成本,提高性能和改善环境。