PCB印制電路板制造的干膜技術(shù)工藝解析

印制電路制造者都希望選用性能良好的干膜，以保證印制板質(zhì)量，穩(wěn)定生產(chǎn)，提高效益。近年來(lái)隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，印制板的精度密度不斷提高，為滿足印制板生產(chǎn)的需要，不斷有推出新的干膜產(chǎn)品，性能和質(zhì)量有了很大的改進(jìn)和提高。

干膜貼膜時(shí)，先從干膜上剝下聚乙烯保護(hù)膜，然后在加熱加壓的條件下將干膜抗蝕劑粘貼在覆銅箔板上。干膜中的抗蝕劑層受熱后變軟，流動(dòng)性增加，借助于熱壓輥的壓力和抗蝕劑中粘結(jié) 劑的作用完成貼膜。貼膜通常在貼膜機(jī)上完成，貼膜機(jī)型號(hào)繁多，但基本結(jié)構(gòu)大致相同，一般貼膜可連續(xù)貼，也可單張貼。

連續(xù)貼膜時(shí)要注意在上、下干膜送料輥上裝干膜時(shí)要對(duì)齊， 一般膜的尺寸要稍小于板面，以防抗蝕劑粘到熱壓輥上。連續(xù)貼膜生產(chǎn)效率高，適合于大批量生產(chǎn)。 貼膜時(shí)要掌握好的三個(gè)要素為壓力、溫度、傳送速度。 壓力：新安裝的貼膜機(jī)，首先要將上下兩熱壓輥調(diào)至軸向平行，然后來(lái)用逐漸加大壓力的辦法進(jìn)行壓力調(diào)整，根據(jù)印制板厚度調(diào)至使干膜易貼、貼牢、不出皺折。一般壓力調(diào)整好后就可固定使用，如生產(chǎn)的線路板厚度差異過(guò)大需調(diào)整，一般線壓力為0.5—0.6公斤／厘米。 溫度：根據(jù)干膜的類型、性能、環(huán)境溫度和濕度的不同而略有不同，如果膜涂布的較干且環(huán)境溫度低濕度小時(shí)，貼膜溫度要高些，反之可低些，暗房?jī)?nèi)良好穩(wěn)定的環(huán)境及設(shè)備完好是貼膜的良好的保證。

一般如果貼膜溫度過(guò)高，那么干膜圖像會(huì)變脆，導(dǎo)致耐鍍性能差，貼膜溫度過(guò)低，干膜與銅表面粘附不牢，在顯影或電鍍過(guò)程中，膜易起翹甚至脫落。通?？刂瀑N膜 溫度在100℃左右。 傳送速度：與貼膜溫度有關(guān)，溫度高，傳送速度可快些，溫度低則將傳送速度調(diào)慢。通常傳送速度為0.9一1.8米／分。

為適應(yīng)生產(chǎn)精細(xì)導(dǎo)線的印制板，又發(fā)展了濕法貼膜工藝，此工藝是利用專用貼膜機(jī)在貼干膜前于銅箔表面形成一層水膜，該水膜的作用是：提高干膜的流動(dòng)性；驅(qū)除劃痕、砂眼、凹坑和 織物凹陷等部位上滯留的氣泡；在加熱加壓貼膜過(guò)程中，水對(duì)光致抗蝕劑起增粘作用，因而可大大改善干膜與基板的粘附性，從而提高了制作精細(xì)導(dǎo)線的合格率，據(jù)報(bào)導(dǎo)，采用此工藝精細(xì) 導(dǎo)線合格率可提高1—9％。

感光性包括感光速度、曝光時(shí)間寬容度和深度曝光性等。感光速度是指光致抗蝕劑在紫外光照射下，光聚合單體產(chǎn)生聚合反應(yīng)形成具有一定抗蝕能力的聚合物所需光能量的多少。在光源強(qiáng)度及燈距固定的情況下，感光速度表現(xiàn)為曝光時(shí)間的長(zhǎng)短，曝光時(shí)間短即為感光速度快，從提高生產(chǎn)效率和保證印制板精度方面考慮，應(yīng)選用感光速度快的干膜。

干膜曝光一段時(shí)間后，經(jīng)顯影，光致抗蝕層已全部或大部分聚合，一般來(lái)說(shuō)所形成的圖像可以使用，該時(shí)間稱為最小曝光時(shí)間。將曝光時(shí)間繼續(xù)加長(zhǎng)，使光致抗蝕劑聚合得更徹底，且經(jīng)顯影后得到的圖像尺寸仍與底版圖像尺寸相符，該時(shí)間稱為最大曝光時(shí)間。通常干膜的最佳曝光時(shí)間選擇在最小曝光時(shí)間與最大曝光時(shí)間之間。最大曝光時(shí)間與最小曝光時(shí)間之比稱為曝光時(shí)間寬容度。

干膜的深度曝光性很重要。曝光時(shí)，光能量因通過(guò)抗蝕層和散射效應(yīng)而減少。若抗蝕層對(duì)光的透過(guò)率不好，在抗蝕層較厚時(shí)，如上層的曝光量合適，下層就可能不發(fā)生反應(yīng)，顯影后抗蝕層的邊緣不整齊，將影響圖像的精度和分辨率，嚴(yán)重時(shí)抗蝕層容易發(fā)生起翹和脫落現(xiàn)象。為使下層能聚合，必須加大曝光量，上層就可能曝光過(guò)度。干膜的顯影性?#e#

干膜的顯影性是指干膜按最佳工作狀態(tài)貼膜、曝光及顯影后所獲得圖像效果的好壞，即電路圖像應(yīng)是清晰的，未曝光部分應(yīng)去除干凈無(wú)殘膠。曝光后留在板面上的抗蝕層應(yīng)光滑，堅(jiān)實(shí)。干膜的耐顯影性是指曝光的干膜耐過(guò)顯影的程度，即顯影時(shí)間可以超過(guò)的程度，耐顯影性反映了顯影工藝的寬容度。干膜的顯影性與耐顯影性直接影響生產(chǎn)印制板的質(zhì)量。顯影不良的干膜會(huì)給蝕刻帶來(lái)困難，在圖形電鍍工藝中，顯影不良會(huì)產(chǎn)生鍍不上或鍍層結(jié)合力差等缺陷。干膜的耐顯影性不良，在過(guò)度顯影時(shí)，會(huì)產(chǎn)生干膜脫落和電鍍滲鍍等毛病。上述缺陷嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致印制板報(bào)廢。

所謂分辨率是指在1mm的距離內(nèi)，干膜抗蝕劑所能形成的線條或間距的條數(shù)，分辨率也可以用線條或間距絕對(duì)尺寸的大小來(lái)表示。干膜的分辨率與抗蝕劑膜厚及聚酯薄膜厚度有關(guān)。抗蝕劑膜層越厚，分辨率越低。光線透過(guò)照相底版和聚酯薄膜對(duì)干膜曝光時(shí)，由于聚酯薄膜對(duì)光線的散射作用，使光線側(cè)射，因而降低了干膜的分辨率，聚酯薄膜越厚，光線側(cè)射越嚴(yán)重，分辨率越低。通常能分辨的最小平行線條寬度，一級(jí)指標(biāo)＜0.1mm ，二級(jí)指標(biāo)≤ 0.15mm。

光聚合后的干膜抗蝕層，應(yīng)能耐三氯化鐵蝕刻液、過(guò)硫酸銨蝕刻液、酸性氯化銅蝕刻液、硫酸——過(guò)氧化氫蝕刻液的蝕刻。在上述蝕刻液中，當(dāng)溫度為50—55℃時(shí)，干膜表面應(yīng)無(wú)發(fā)毛、滲漏、起翹和脫落現(xiàn)象。

在酸性光亮鍍銅、氟硼酸鹽普通錫鉛合金、氟硼酸鹽光亮鍍錫鉛合金以及上述電鍍的各種鍍前處理溶液中，聚合后的于膜抗蝕層應(yīng)無(wú)表面發(fā)毛、滲鍍、起翹和脫落現(xiàn)象。曝光后的干膜，經(jīng)蝕刻和電鍍之后，可以在強(qiáng)堿溶液中去除，一般采用3—5 ％的氫氧化鈉溶液，加溫至60℃左右，以機(jī)械噴淋或浸泡方式去除，去膜速度越快越有利于提高生產(chǎn)效率。去膜形式最好是呈片狀剝離，剝離下來(lái)的碎片通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)除去，這樣既有利于去膜溶液的使用壽命，也可以減少對(duì)噴咀的堵塞。通常在3—5 ％ （重量比）的氫氧化鈉溶液中，液溫60土10℃，一級(jí)指標(biāo)為去膜時(shí)間30—75秒，二級(jí)指標(biāo)為去膜時(shí)間60—150秒，去膜后無(wú)殘膠。

干膜在儲(chǔ)存過(guò)程中可能由于溶劑的揮發(fā)而變脆，也可能由于環(huán)境溫度的影響而產(chǎn)生熱聚合，或因抗蝕劑產(chǎn)生局部流動(dòng)而造成厚度不均勻即所謂冷流，這些都嚴(yán)重影響干膜的使?用。因此在良好的環(huán)境里儲(chǔ)存干膜是十分重要的。干膜應(yīng)儲(chǔ)存在陰涼而潔凈的室內(nèi)，防止與化學(xué)藥品和放射性物質(zhì)一起存放。儲(chǔ)存條件為：黃光區(qū)，溫度低于27℃（5—21 ℃ 為最佳），相對(duì)濕度50％左右。儲(chǔ)存期從出廠之日算起不大于六個(gè)月，超過(guò)儲(chǔ)存期檢驗(yàn)合格者仍可使用。在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避免受潮、受熱、受機(jī)械損傷和受日光直接照射。

在生產(chǎn)操作過(guò)程中為避免漏曝光和重曝光，干膜在曝光前后顏色應(yīng)有明顯的變化，這就是干膜的變色性能。當(dāng)使用于膜作為掩孔蝕刻時(shí)，要求干膜具有足夠的柔韌性，以能夠承受顯影過(guò)程、蝕刻過(guò)程液體壓力的沖擊而不破裂，這就是干膜的掩蔽性能。