黃耀正、吳明宗、余陳正、周彥潾、張德宜/工研院材化所
未來電子產品朝高頻、高速、多功能等方向提升，電子元件亦需搭配往高密度微小化、輕量化和高腳數化發展，主體之印刷電路板為了符合元件與構裝技術之成長需求，勢必朝更高密度配線、線路微細化、高尺寸安定性、多層化來突破。本文將介紹應用於PCB眾多材料中之一環—防焊油墨材料的相關基本概念與目前國際上主流之防焊油墨供應商材料技術資訊。對於保護印刷電路板線路及阻焊功能的防焊油墨，勢必朝更高的解析度及耐熱性發展。
【內文精選】
防焊油墨功能與組成
印刷電路板疊構最外層為防焊油墨，防焊油墨又叫Solder Mask或Solder Resist。因大部分防焊油墨最常見的顏色為綠色，因此俗稱為綠漆，其他顏色還有藍漆、紅漆與黑漆等，通常為區隔不同階段如實驗品或量產品，抑或是各家廠牌有其特別指定之顏色。防焊油墨覆蓋於電路板上、下表面，主要為保護線路，防止線路接觸到空氣或受潮氧化和焊接短路，有防潮、絕緣、防焊與耐高溫等需求。因此，防焊油墨通常具備以下幾點特性：①良好的絕緣性：交聯硬化後的防焊油墨因長鏈上有雙鍵極性結構的官能基，透過雙鍵的共振，可吸收外來電子阻止電子的傳送，形成良好的絕緣特性。
國際防焊油墨大廠
目前國際上防焊油墨大廠主要以日本的Taiyo Ink、Tamura、Hitachi Chemical等為主要技術開發廠商。以下介紹此三家油墨大廠目前公開之防焊油墨材料技術。
1. Taiyo Ink（太陽油墨）
Taiyo Ink市占第一，該公司於TPCA Show 2018年即發表了一系列應用於印刷電路板、載板、軟硬板、LED、Mini-LED、μ-LED等乾膜油墨(Dry Film Ink)與液態油墨(Liquid Ink)材料。
(1) 高機能性防焊油墨（PSR-4000系列）
①AM05TS顯影型防焊油墨應用於高階車載，具有優異的龜裂耐性、高溫儲存性、優異電氣特性與降低Under Cut等特性（圖二）。
圖二、Taiyo Ink AM05TS顯影型防焊油墨
2. Tamura（田村）
Tamura於2018年及2019年公開發表一系列防焊油墨材料技術，摘整如下。
②應用於嚴苛之車載領域，具有優異信賴性之DSR-2200系列（圖十三），其Low Outgassing、冷熱衝擊耐受性(-40˚C~125˚C ×3,000 Cycle)、熱儲存安定性(150˚C × 1,000 hrs)、耐濕性(PCT 121˚C/2 atm/200 hrs)與絕緣性(2.4 × 1012 Ω after 85˚C/85%RH/30 V/2,000 hrs)等皆為其特點。
圖十三、Tamura DSR-2200系列高信賴性防焊油墨
ITRI/MCL防焊油墨材料
工研院材料與化工研究所長期以來投入防焊油墨材料技術之開發，目前以IJP型防焊油墨與高頻防焊油墨為主要材料技術布局。IJP型防焊油墨黏度<15 cPs@50˚C，表面張力35 mN/m，具有穩定之噴印特性，噴印後可即時UV LED光固化；材料具優異Soldering耐受性(28˚C × 10 sec × 3 Cycle)；鉛筆硬度≥3H；與銅附著5B；耐酸（10% HCl/H2SO4、25˚C、30分鐘與3% H2SO4、80˚C、30分鐘）耐鹼（10% NaOH、25˚C、30分鐘與5% NaOH、60˚C、10分鐘）測試後無起泡、分層或脫落等不良現象。高頻防焊油墨則處於開發階段，目前材料黏度約100 cPs，塗佈厚度約20 μm，油墨顯影解析度L/S < 80 μm/80 μm，材料電性Dk < 3.0/Df < 0.01@10 GHz尚與國際大廠布局策略相符…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》406期，更多資料請見下方附檔。