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高密度多層PCB板圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)控制要點(diǎn)

發(fā)布時(shí)間 :2016-06-30 14:54 閱讀 : 來(lái)源 :技術(shù)文章責(zé)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(diǎn),也是技術(shù)難點(diǎn),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(guò)程中,必須要達(dá)到以下幾點(diǎn):
  1. 干膜盡可能平整且厚度均勻。要求干膜應(yīng)具有很好的柔韌性、良好的塑性、流動(dòng)性與粘結(jié)性以確保達(dá)到無(wú)間隙貼膜。
  2. 曝光要適度。這樣才能達(dá)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(gè)圖形轉(zhuǎn)移成功與否的重要標(biāo)志。
  二、高密度圖像轉(zhuǎn)移工藝過(guò)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(wèn)題。
  為更進(jìn)一步了解產(chǎn)生故障的原因,現(xiàn)對(duì)此種現(xiàn)象進(jìn)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(fù)相”部分鍍層變厚及鍍好的錫鉛抗蝕層,給蝕刻帶來(lái)問(wèn)題。很容易造成印制電路板的報(bào)廢,是生產(chǎn)中特別要注意的要點(diǎn)。圖形電鍍過(guò)程中,引起的滲鍍的原因分析如下:
 ?。?) 干膜顯影性不良,超期使用。上述已講過(guò)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(hù)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(guò)有效期使用,這層粘結(jié)劑就會(huì)失效,在貼膜后的電鍍過(guò)程中喪失保護(hù)作用,形成滲鍍。解決的方法就是在使用前認(rèn)真檢查干膜的有效使用周期。
 ?。?) 溫度與濕度對(duì)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(guò)低,由于抗蝕膜得不到充分的軟化和適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng),導(dǎo)致干膜與覆銅箔層壓板表面結(jié)合力差;若溫度過(guò)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(bào)廢。目前使用的無(wú)錫DFP型和美國(guó)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(duì)其影響較大。當(dāng)濕度較大時(shí),干膜的粘結(jié)劑在貼膜溫度較低時(shí)可達(dá)到良好的粘結(jié)效果。特別南方地區(qū)夏季氣溫偏高,從長(zhǎng)期的實(shí)踐中模索一套較好的溫度控制參數(shù),在20-25℃情況下,相對(duì)濕度75%以上時(shí),貼膜溫度低于73℃較好;相對(duì)濕度為60-70%時(shí),貼膜溫度70-80℃較好;相對(duì)濕度為60%以下時(shí),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(shí)間過(guò)長(zhǎng)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(jìn)行光聚合反應(yīng),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(gè)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(qiáng)度I和曝光時(shí)間T的乘積。若光強(qiáng)度I不變,則曝光時(shí)間T就是直接影響曝光總量的重要因素。曝光不足時(shí),由于聚合不徹底,在顯影過(guò)程中,膠膜溶脹變軟,導(dǎo)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(guò)度,會(huì)造成顯影困難,也會(huì)在電鍍過(guò)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(yán)格控制曝光時(shí)間,每種類型的干膜在起用時(shí)應(yīng)按工藝要求進(jìn)行測(cè)量。如采用瑞士頓21級(jí)光楔表,級(jí)差0.15,以控制6-9級(jí)為宜。
  (4) 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(guò)顯影機(jī)顯影,將未曝光的干膜保持原成份,在顯影機(jī)內(nèi)與顯影液發(fā)生下列反應(yīng):
 ?。瑿OOH+Na+ —COONa+H+
  其中—COONa是親水基因,溶于水,從干膜上剝離下來(lái),使整個(gè)板面顯露出需電鍍的圖形,然后進(jìn)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(dǎo)線部分有余膠,會(huì)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(wèn)題。
 ?。?) 曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。當(dāng)曝光過(guò)度時(shí),紫外光透過(guò)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(lái)不應(yīng)該發(fā)生光聚合反應(yīng)的該部分干膜,被部分曝光后發(fā)生聚合反應(yīng),顯影時(shí)就會(huì)產(chǎn)生余膠和線條過(guò)細(xì)的現(xiàn)象。因此,適當(dāng)?shù)目刂破毓鈺r(shí)間是控制顯影效果的重要條件。
  同時(shí)在批量生產(chǎn)時(shí),還應(yīng)該注意當(dāng)紫外光管長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)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(yīng)。為此,這就要求曝光機(jī)應(yīng)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(huì)直接影響到曝光時(shí)間的控制。如果某些用于圖形轉(zhuǎn)移的陽(yáng)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(huì)發(fā)生明顯的光聚合反應(yīng),而且產(chǎn)生較大面積的余膠。所以,要嚴(yán)格控制照相底片的質(zhì)量。
  三、顯影液、顯影機(jī)對(duì)顯影質(zhì)量的影響:當(dāng)采用美國(guó)金刻公司顯影機(jī)。
  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(shí)間調(diào)整為通過(guò)顯影區(qū)1/2處露銅。
  若顯影液濃度過(guò)低,顯影速度緩慢;過(guò)高會(huì)損傷固化的圖形,甚至脫落,因此每次生產(chǎn)前用測(cè)PH方法對(duì)顯影液的濃度要嚴(yán)加控制;噴淋壓力不足,會(huì)使干膜表面沖洗不干凈,形成殘膠、壓力不足還會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡,使噴出來(lái)的碳酸鈉有效濃度降低,反應(yīng)不完全,也會(huì)產(chǎn)生余膠;顯影液溫度過(guò)低,也會(huì)造成碳酸鈉與-COOH反應(yīng)不完全,形成余膠。特別要提到的對(duì)于細(xì)導(dǎo)線圖形的顯影時(shí),盡量采用低的噴淋壓力、顯影時(shí)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(yán)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(xì)圖形更加可靠和穩(wěn)定。這僅僅是經(jīng)驗(yàn)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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