车载PCB用阻焊油墨的要求与进展

付 强

（深圳市容大感光科技股份有限公司，广东 深圳 529000）

0 前言

随着汽车电子化程度的不断提高，车载汽车电子控制PCB在汽车电子中的应用已经十分广泛，如动力控制系统、安全控制系统、车身电子系统、娱乐通讯等系统中均有涉及。车载PCB主要由阻焊油墨与覆铜板两类材料组成，在电子设备中起到支撑、互连、绝缘和保护等作用。

阻焊油墨是车载PCB中的重要组成部分，起到绝缘、保护及在波峰焊和回流焊工序中防止粘锡等作用。由于汽车在安全性方面的极高要求，也就会严格要求车载PCB的阻焊油墨在十几年的使用过程中保持性能稳定，以避免故障的发生。

1 车载PCB用阻焊油墨的技术要求

车载PCB用阻焊油墨除了要具有普通阻焊油墨的技术要求外，还要满足高耐候性的可靠性破坏测试，这样才能符合车载PCB的性能要求。各大汽车厂商及配套供应商都有对车载PCB满足各种工作环境的差异性要求，并且在性能要求和技术指标上会对防焊油墨有等级匹配性的要求，以保障不同系统的在长时间运行时的综合稳定性。下面对车载PCB用阻焊油墨列举一些技术要求。

1.1 常规技术要求

做为车载PCB用阻焊油墨，其首先要满足PCB的一些常规技术要求，如：（1）满足IPC-840E测试、UL检测等；（2）满足有害物质管控的检测要求，如REACH（欧盟关于化学品使用注册登记管理）、ROHS（欧盟关于在电气电子设备中限制使用某些有害物质指令）、低卤素等；（3）满足PCB制作工序的要求，如解析度、耐热风整平、耐化金、耐OSP（有机可焊性保护剂）、耐化锡等；（4）满足耐3次波峰焊和3次回流焊的工艺要求等。

1.2 高耐候性技术要求

车载PCB用阻焊油墨需在车辆使用的十几年间持续起到绝缘、保护等重要功能，这也就需要车载PCB用阻焊油墨的各项性能长期保持稳定，高耐候性技术是要求。主要测试阻焊油墨在经过高温、高寒及高湿等环境下加速老化后，其各项性能指标是否可以满足高耐候性的技术要求。举例如下。

1.1.1 耐高低温循环老化测试要求

耐高低温循环测试主要是模拟阻焊油墨在高冷、高温交替环境下的性能稳定性，阻焊油墨的优劣取决于其在高低温下的持续时间及循环次数，测试完成后在100倍放大镜下观察油墨表面及切片是否有起泡、起皱、开裂、剥离及脱落等缺陷，一般铜面、基材上的方型开窗拍位的拐角处容易先出现开裂问题（见表1）。

表1 耐高低温循环测试要求举例

1.1.2 耐高温老化测试要求

耐高温老化测试主要是模拟阻焊油墨长时间在高温环境下的性能变化，其性能的好坏取决于测试温度的高低及持续时间的多少，测试完成后在100倍放大镜下观察油墨表面及切片是否有起泡、起皱、开裂、剥离及脱落等缺陷，一般铜面上油墨，尤其是油墨较厚的地方更容易先出现起泡、剥离等问题（见表2）。

表2 耐高温老化测试要求举例

1.1.3 耐电迁移老化测试要求

耐电迁移老化测试指车载PCB在一定电场的作用下和高温高湿环境下持续一段时间后，阻焊油墨及PCB板材中的极微量金属离子就会发生一定的定向迁移、聚集，进而导致PCB导线间出现微短路、绝缘性下降等问题（见表3）。

表3 高温高湿条件下电迁移老化测试要求举例

1.3 技术要求发展趋势

随着车载电子产品的不断丰富、新能源汽车的推广，无人驾驶技术的逐步成熟等，未来会对车载PCB用阻焊油墨的技术要求，尤其是高耐候性能等提出更新、更高的要求。

（1）目前行业内的高低温循环的最高温差在190℃左右，测试循环最高1000次，未来会提高到温差210℃以上，测试循环提高到2000次；耐电迁移测试常用温相对湿度为85℃85%条件下，电压50 V或100 V下测试1000 h，未来电压会进一步提高到350 V、500 V，时间会延伸到2000 h。

（2）一些新要求的出现，如车载PCB用阻焊油墨的高表面张力要求，是行业内惯有的，一般要求是PCB出厂时的表面张力在38达因以上。随着研究的深入，PCB在过波峰焊和回流焊后、及长期的使用过程中，阻焊油墨中未反应的小分子有机物、表面活性剂中的小分子等会不断及聚集在油墨表面，这样就会导致油墨的表面张力持续下降，进而导致部分三防漆产生脱落、附着力下降等问题，因此这一技术缺陷需要得到改善。

（3）各车企及其配套供应商的对耐候性等要求和等级标准划分都有较大的差异性，这就使得阻焊油墨的测试项目和要求非常多，费事费力，在测试标准和要求上实现行业标准化十分有必要。

2 车载PCB用阻焊油墨行业发展情况

目前车载PCB用阻焊油墨的技术和市场都掌握在欧美日等外资品牌手中，主要有亨斯迈（Huntsman）、太阳油墨（Taiyo Ink）等，有一定的先发优势，也确立了市场地位。然而由于我国汽车产业及其相关车载电子行业起步较晚，其中重要配套产品车载PCB用阻焊油墨的开发与研究工作还比较落后，主要是因为产品开发技术要求高、资金投入大以及实验测试、客户验证周期长等原因，导致国内众多PCB阻焊油墨制造企业对这方面的投入明显不足。

随着市场竞争的需要、材料供应安全性意识的提高、部分地区贸易保护主义的抬头、新技术和新工艺要求的不断出现，国内的主要车载PCB生产企业急需有国产车载PCB用阻焊油墨的推出，积极参与到未来的市场竞争中。但由于车载电子系统复杂的工作环境，对车载PCB用阻焊油墨可靠性的要求极高，这就使得车载PCB用阻焊油墨的准入门槛要求很高，必须要经过一系列长周期的验证与测试，认证一旦通过则PCB厂商一般不会轻易更换供应商。其次是汽车行业有召回制度，阻焊油墨用于PCB上到整车安装测试一般要几个月，甚至一年以上，在到个人使用的十几年周期中均不能出现异常，因此阻焊油墨制造商需要承担产品在使用、安装、测试和个人使用过程中出现异常的风险，这是规模小、技术和管理水平较低的中小型阻焊油墨生产企业无力实施和承担的。

公司作为国内PCB阻焊油墨行业的大企业，从2012年开始投入车载PCB用阻焊油墨的研究与开发。历经6年多的探索，顺利完成了核心树脂的自主设计与合成、配方的研发与测试，生产工艺与品质检测标准的制定、终端客户确认等多项工作后，目前已经完全掌握了车载PCB用阻焊油墨的核心技术，并成功推出了可以满足不同等级测试要求的多个型号产品。其在经过多家车载PCB生产企业的全流程测试后，已完全能满足D级1000的测试要求，并且油墨的表面张力在经过3次波峰焊和3次回流焊后，仍能够保持在40达因以上。打破外资品牌的技术与市场垄断后，可以为众多车载PCB制造商在产品多样化和新技术要求上提供新的选择。

3 结语

随着汽车及其配套产业外资股权比例的逐步放开，民族汽车品牌的快速进步与崛起，新能源汽车的积极推广和无人驾驶技术的突破，汽车产销量和保有量将会不断增加，带动汽车及其配套产业的快速增长。目前国内主要PCB企业，尤其是近几年新上市的PCB企业加大对车载PCB的投入，因此对车载PCB用阻焊油墨的需求量和技术要求将会持续地提高。市场需求给国内PCB油墨企业提供了更好、更大地发展机遇，同时也需要各PCB制造商给予更大支持与配合，共同提高我国车载PCB的研发、制造水平，提高全球市场的竞争力。