高密度多層PCB板圖形轉(zhuǎn)移技術控制要點

一、高密度多層PCB板圖形轉(zhuǎn)移工藝控制技術
　　在高密度多層PCB板制造工藝中，圖形轉(zhuǎn)移是關鍵控制點，也是技術難點，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：
　?。?） 干膜顯影性不良，超期使用。上述已講過光致抗蝕干膜，其結構有三部分組成：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，干膜的粘結劑在貼膜溫度較低時可達到良好的粘結效果。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。
　　（5） 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。