高密度多層PCB板圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)控制要點(diǎn)

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(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，給蝕刻帶來問題。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(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。若干膜超過有效期使用，這層粘結(jié)劑就會(huì)失效，在貼膜后的電鍍過程中喪失保護(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(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(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；若曝光過度，會(huì)造成顯影困難，也會(huì)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(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，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)量問題。
　　（5） 曝光時(shí)間過長。當(dāng)曝光過度時(shí)，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(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)紫外光管長期運(yùn)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(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(huì)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(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。