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高密度多層PCB板圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)控制要點

發(fā)布時間 :2016-06-30 14:54 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責任編輯 :深圳宏力捷PCB制板部
  一、高密度多層PCB板圖形轉(zhuǎn)移工藝控制技術(shù)
  在高密度多層PCB板制造工藝中,圖形轉(zhuǎn)移是關(guān)鍵控制點,也是技術(shù)難點,其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響多層PCB板的合格率。所以,在制作過程中,必須要達到以下幾點:
  1. 干膜盡可能平整且厚度均勻。要求干膜應具有很好的柔韌性、良好的塑性、流動性與粘結(jié)性以確保達到無間隙貼膜。
  2. 曝光要適度。這樣才能達到線條清晰平直,保證圖形電鍍的合格率及其基板的電性能和其它工藝要求。
  3. 顯影要充分。顯影是與下道工序直接相連的重要工序,其質(zhì)量的好與壞是整個圖形轉(zhuǎn)移成功與否的重要標志。
  二、高密度圖像轉(zhuǎn)移工藝過程中,若控制失靈,極容易滲鍍、顯影不良或抗蝕干膜剝離等質(zhì)量問題。
  為更進一步了解產(chǎn)生故障的原因,現(xiàn)對此種現(xiàn)象進行分析:
  1.滲鍍:所謂滲鍍,即是由于干膜與覆銅箔板表面粘結(jié)不牢,使鍍液深入,而造成“負相”部分鍍層變厚及鍍好的錫鉛抗蝕層,給蝕刻帶來問題。很容易造成印制電路板的報廢,是生產(chǎn)中特別要注意的要點。圖形電鍍過程中,引起的滲鍍的原因分析如下:
  (1) 干膜顯影性不良,超期使用。上述已講過光致抗蝕干膜,其結(jié)構(gòu)有三部分組成:聚酯薄膜、光致抗蝕劑膜及聚乙烯保護膜。在紫外光照射下,干膜與銅箔板表面之間產(chǎn)生良好的粘結(jié)力,起到抗電鍍和抗蝕刻的作用。若干膜超過有效期使用,這層粘結(jié)劑就會失效,在貼膜后的電鍍過程中喪失保護作用,形成滲鍍。解決的方法就是在使用前認真檢查干膜的有效使用周期。
 ?。?) 溫度與濕度對貼膜的影響:不同的干膜都有比較適宜的貼膜溫度。如貼膜溫度過低,由于抗蝕膜得不到充分的軟化和適當?shù)牧鲃?,導致干膜與覆銅箔層壓板表面結(jié)合力差;若溫度過高由于抗蝕劑中的溶劑和其它揮發(fā)性物質(zhì)的迅速揮發(fā)而產(chǎn)生氣泡,而且干膜變脆而不耐電鍍形成起翹剝離,造成滲鍍而報廢。目前使用的無錫DFP型和美國杜邦3000型的干膜,一般控制的貼膜溫度為70-90℃。
    所使用的為水溶性干膜,空氣中的濕度對其影響較大。當濕度較大時,干膜的粘結(jié)劑在貼膜溫度較低時可達到良好的粘結(jié)效果。特別南方地區(qū)夏季氣溫偏高,從長期的實踐中模索一套較好的溫度控制參數(shù),在20-25℃情況下,相對濕度75%以上時,貼膜溫度低于73℃較好;相對濕度為60-70%時,貼膜溫度70-80℃較好;相對濕度為60%以下時,貼膜溫度高于80℃為好。同樣加大貼膜膠輥的壓力和溫度,也取得較好的效果。
 ?。?) 曝光時間過長或曝光不足:在紫外光照射下,吸收了光能量的光引發(fā)劑分解成游離基引發(fā)單體進行光聚合反應,形成不溶于稀堿的溶液的體型分子。要使每種干膜聚合效果最好,就必須有一個最隹的曝光量。從光能量的定義公式可知,總曝光量E是光強度I和曝光時間T的乘積。若光強度I不變,則曝光時間T就是直接影響曝光總量的重要因素。曝光不足時,由于聚合不徹底,在顯影過程中,膠膜溶脹變軟,導致線條不清晰甚至膜層脫落,造成膜與銅結(jié)合不良;若曝光過度,會造成顯影困難,也會在電鍍過程中產(chǎn)生起翹剝離,形成滲鍍。所以,解決的工藝措施就是嚴格控制曝光時間,每種類型的干膜在起用時應按工藝要求進行測量。如采用瑞士頓21級光楔表,級差0.15,以控制6-9級為宜。
 ?。?) 顯影不良:貼好的干膜后的覆銅箔層壓板經(jīng)曝光之后,還須經(jīng)過顯影機顯影,將未曝光的干膜保持原成份,在顯影機內(nèi)與顯影液發(fā)生下列反應:
 ?。瑿OOH+Na+ —COONa+H+
  其中—COONa是親水基因,溶于水,從干膜上剝離下來,使整個板面顯露出需電鍍的圖形,然后進行電鍍。—COONa是干膜成份,Na+是顯影溶液的主要成份,(Na2CO33%加適量的消泡劑)。如顯影不隹,使圖形導線部分有余膠,會造成局部鍍不上銅,形成廢次品,這是顯影段最容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題。
 ?。?) 曝光時間過長。當曝光過度時,紫外光透過照相底片上透明部分并產(chǎn)生折射、衍射現(xiàn)象,照射到照相底片不透明部分下的干膜處,使本來不應該發(fā)生光聚合反應的該部分干膜,被部分曝光后發(fā)生聚合反應,顯影時就會產(chǎn)生余膠和線條過細的現(xiàn)象。因此,適當?shù)目刂破毓鈺r間是控制顯影效果的重要條件。
  同時在批量生產(chǎn)時,還應該注意當紫外光管長期運行過程中,產(chǎn)生溫升,熱輻射量大,在底片下的干膜上發(fā)生類似與紫外線照射的類似作用,使干膜聚合,也稱熱聚合反應。為此,這就要求曝光機應有冷卻裝置。
 ?。?) 照相底片反差不夠。照相底片的質(zhì)量好壞,可采用光密度表示:底片黑的部分光密度高;透明的部分光密度小,兩者之間差值越大越好,即稱之謂反差好。如果照相底片本身反差不夠,會直接影響到曝光時間的控制。如果某些用于圖形轉(zhuǎn)移的陽片,不透明部分光密度不夠高,直接影響到覆蓋下的干膜也會發(fā)生明顯的光聚合反應,而且產(chǎn)生較大面積的余膠。所以,要嚴格控制照相底片的質(zhì)量。
  三、顯影液、顯影機對顯影質(zhì)量的影響:當采用美國金刻公司顯影機。
  顯影液主要成份碳酸鈉3%(加適量的消泡劑)顯影的噴射壓力1.8-2KGF/CM2,顯影液的溫度為28-32℃,顯影時間調(diào)整為通過顯影區(qū)1/2處露銅。
  若顯影液濃度過低,顯影速度緩慢;過高會損傷固化的圖形,甚至脫落,因此每次生產(chǎn)前用測PH方法對顯影液的濃度要嚴加控制;噴淋壓力不足,會使干膜表面沖洗不干凈,形成殘膠、壓力不足還會產(chǎn)生大量的氣泡,使噴出來的碳酸鈉有效濃度降低,反應不完全,也會產(chǎn)生余膠;顯影液溫度過低,也會造成碳酸鈉與-COOH反應不完全,形成余膠。特別要提到的對于細導線圖形的顯影時,盡量采用低的噴淋壓力、顯影時間縮短,顯影后可采用1%碳酸鈉溶液并采用柔軟泡沫塑料順線條方向輕輕擦洗,最后用高壓水泵清洗。
  總之,嚴格控制所需要的工藝條件,就有可能確保顯影高質(zhì)量。使所獲得的精細圖形更加可靠和穩(wěn)定。這僅僅是經(jīng)驗之談,還必須根據(jù)所在企業(yè)的工藝裝備和工藝水平,模索出更有效的工藝方法和操作技巧。


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