【導讀】印制電路圖形的轉移所使用的原材料，自出現(xiàn)印制電路。以來，原材料的研制與開發(fā)科學攻關工作從未停止過。但隨著微電子技術的飛。精度、細導線、窄間距及小孔徑電路圖形轉移需要。所采用，使電路圖形的轉移品質(zhì)大幅度的提高。它具有極明顯的優(yōu)點即配制簡單、涂層薄、分辨率高和成本較低等。這些液體感光膠主體樹脂最。初采用以骨膠、聚乙烯醇膠為主。厚度難以均勻一致的進行控制。高的，導線寬度與間距可以達到。較大，不適宜大批量印制電路板的生產(chǎn)。由主體樹脂和光引發(fā)劑或光交聯(lián)劑組成。出更薄的光致抗蝕干膜，從加工手段分析是不太可能。從成本分析，采用干膜法進行圖形轉移，經(jīng)濕影后確保細導線圖形的完整性和一致性。這種規(guī)格要求的印制電路板無論是雙面、光致抗蝕膜層，是可控制的。概述：干膜光致抗蝕劑產(chǎn)生于1968年，而在七十年代初發(fā)展起來的i. 藝穩(wěn)定，耐酸耐堿，應用范圍廣。設備及輔助裝置，生產(chǎn)成本高，溶劑有毒，污染環(huán)境，干膜光致抗蝕劑的結構

　　

【正文】 提供足夠的熱量，因此需給要貼膜的 板子進行預熱，即在烘箱中干燥處理后稍加冷卻便可貼膜。 ? 為適應生產(chǎn)精細導線的印制板，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：提高干膜的流動性；驅除劃痕、砂眼、凹坑和 織物凹陷等部位上滯留的氣泡；在加熱加壓貼膜過程中，水對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導線的合格率，據(jù)報導，采用此工藝精細 導線合格率可提高 1— 9％。 ? 完好的貼膜應是表面平整、無皺折、無氣泡、無灰塵顆粒等夾雜。 ? 為保持工藝的穩(wěn)定性，貼膜后應經(jīng)過 15分鐘的冷卻及恢復期再進行曝光。 2020/9/18 74 曝 光 ? ◎ 曝光 曝光即在紫外光照射下，光引發(fā)劑吸收了光能分解成游離基，游離基再引發(fā)光聚合單體 進行聚合交聯(lián)反應，反應后形成不溶于稀堿溶液的體型大分子結構。曝光一般在自動雙面曝光 機內(nèi)進行，現(xiàn)在曝光機根據(jù)光源的冷卻方式不同，可分風冷和水冷式兩種 ◎ 影響曝光成像質(zhì)量的因素 影響曝光成像質(zhì)量的因素除干膜光致抗蝕劑的性能外，光源的選擇、曝光時間 (曝光量 ) 的控制、照相底版的質(zhì)量等都是影響曝光成像質(zhì)量的重要因素。 2020/9/18 75 1)光源的選擇 ? 任何一種干膜都有其自身特有的光譜吸收曲線，而任何一種光源也都有其自身的發(fā)射光 譜曲線。如果某種干膜的光譜吸收主峰能與某種光源的光譜發(fā)射主峰相重疊或大部分重疊，則 兩者匹配良好，曝光效果最佳。 國產(chǎn)干膜的光譜吸收曲線表明，光譜吸收區(qū)為 310—440nm(毫微米 )。從幾種光源的光譜 能量分布可看出，鎬燈、高壓汞燈、碘鎵燈在 310— 440nm波長范圍均有較大的相對輻射強度， 是干膜曝光較理想的光源。氙燈不適應于干膜的曝光。 光源種類選定后，還應考慮選用功率大的光源。因為光強度大，分辨率高，而且曝光時間 短，照相底版受熱變形的程度也小。 此外燈具設計也很重要，要盡量做到使入射光均勻性好，平行度高，以避免或減少曝光后 2020/9/18 76 2)曝光時間 (曝光量 )的控制 ? 在曝光過程中，干膜的光聚合反應并非 “ 一引而發(fā) ” 或 “ 一曝即成 ” ，而是大體經(jīng)過三個階段。 干膜中由于存在氧或其它有害雜質(zhì)的阻礙，因而需要經(jīng)過一個誘導的過程，在該過程內(nèi)引 發(fā)劑分解產(chǎn)生的游離基被氧和雜質(zhì)所消耗，單體的聚合甚微。但當誘導期一過，單體的光聚合 反應很快進行，膠膜的粘度迅速增加，接近于突變的程度，這就是光敏單體急驟消耗的階段，這 個階段在曝光過程中所占的時間比例是很小的。當光敏單體大部分消耗完時，就進入了單體耗 盡區(qū)，此時光聚合反應已經(jīng)完成。 正確控制曝光時間是得到優(yōu)良的干膜抗蝕圖像非常重要的因素。當曝光不足時，由于單體 聚合的不徹底，在顯影過程中，膠膜溶漲變軟，線條不清晰，色澤暗淡，甚至脫膠，在電鍍前處理 或電鍍過程中，膜起翹、滲鍍、甚至脫落。當曝光過頭時，會造成難于顯影，膠膜發(fā)脆、留下殘膠 等弊病。更為嚴重的是不正確的曝光將產(chǎn)生圖像線寬的偏差，過量的曝光會使圖形電鍍的線條 變細，使印制蝕刻的線條變粗，反之，曝光不足使圖形電鍍的線條變粗，使印制蝕刻的線條變細。 2020/9/18 77 如何正確確定曝光時間呢 ? ? 由于應用于膜的各廠家所用的曝光機不同，即光源，燈的功率及燈距不同，因此干膜生產(chǎn) 廠家很難推薦一個固定的曝光時間。國外生產(chǎn)干膜的公司都有自己專用的或推薦使用的某種 光密度尺，干膜出廠時都標出推薦的成像級數(shù)、我國干膜生產(chǎn)廠家沒有自己專用的光密度尺， 通常推薦使用瑞斯頓幟 iston)17級或斯圖費 (stouffer)21級光密度尺。 瑞斯頓 17級光密度尺第一級的光密度為 ，以后每級以光密度差 AD為，到 第 17級光密度為 。 斯圖費 2l級光密度尺第一級的光密度為 ，以后每級以光密度差△ D為 0． 15遞增， 到第 2l級光密度為 。 在用光密度尺進行曝光時，光密度小的 (即較透明的 )等級，干膜接受的紫外光能量多，聚 合的較完全，而光密度大的 (即透明程度差的 )等級，干膜接受的紫外光能量少，不發(fā)生聚合或 聚合的不完全，在顯影時被顯掉或只留下一部分。這樣選用不同的時間進行曝光便可得到不同 的成像級數(shù)?，F(xiàn)將瑞斯頓 17級光密度尺的使用方法簡介如下：a．進行曝光時藥膜向下； b．在覆銅箔板 上貼膜后放 15分鐘再曝光；c．曝光后放置 30分鐘顯影。 2020/9/18 78 任選一曝光時間作為參考曝光時間，用 Tn表示，顯影后留下的最大級數(shù)叫參考級數(shù)，將 推薦的使用級數(shù)與參考級數(shù)相比較，并按下面系數(shù)表進行計算。 級數(shù)差 系數(shù) K 級數(shù)差 系數(shù) K 1 6 2 7 3 8 2 .512 4 9 2 .818 5 10 2020/9/18 79 ? 當使用級數(shù)與參考級數(shù)相比較需增加時，使用級數(shù)的曝光時間 T＝ KTR。當使用級數(shù)與 參考級數(shù)相比較需降低時，使用級數(shù)的曝光時間 T＝ TR/K。這樣只進行一次試驗便可確定最佳 曝光時間。 在無光密度尺的情況下也可憑經(jīng)驗進行觀察，用逐漸增加曝光時間的方法，根據(jù)顯影后干 膜的光亮程度、圖像是否清晰、圖像線寬是否與原底片相符等來確定適當?shù)钠毓鈺r間。 嚴格的講，以時間來計量曝光是不科學的，因為光源的強度往往隨著外界電壓的波動及燈 的老化而改變。光能量定義的公式 E＝ IT，式中 E表示總曝光量，單位為毫焦耳／平方厘米；I表示 光的強度，單位為毫瓦／平方厘米； T為曝光時間，單位為秒。從上式可以看出，總曝光量 E隨光強 I 和曝光時間 T而變化。當曝光時間 T恒定時，光強 I改變，總曝光量也隨之改變，所以盡管嚴 格控制了曝光時間，但實際上干膜在每次曝光時所接受的總曝光量并不一定相同，因而聚合 程度也就不同。 ．為使每次曝光能量相同，使用光能量積分儀來計量曝光。其原理是當光強 I發(fā)生變化時， 能自動調(diào)整曝光時間 T，以保持總曝光量 E不變。 2020/9/18 80 3)照相底版的質(zhì)量 ? 照相底版的質(zhì)量主要表現(xiàn)在光密度和尺寸穩(wěn)定性兩方面。 關于光密度，要求最大光密度 Dmax大于 4，最小光密度 Dmin小于 0． 2。最大光密度是指底版 左紫外光中，其表面擋光膜的擋光下限，也就是說，底版不透明區(qū)的擋光密度 Dmax超過 4時，才 能達到良好的擋光目的。最小光密度是指底版在紫外光中，其擋光膜以外透明片基所呈現(xiàn)的擋 光上限，也就是說，當?shù)装嫱该鲄^(qū)之光密度 Dmin小于 ，才能達到良好的透光目的。 照相底版的尺寸穩(wěn)定性 (指隨溫度、濕度和儲存時間的變化 )將直接影響印制板的尺寸精 度和圖像重合度，照相底版尺寸嚴重脹大或縮小都會使照相底版圖像與印制板的鉆孔發(fā)生偏 離。原國產(chǎn) SO 硬性軟片受溫度和濕度的影響，尺寸變化較大，其溫度系數(shù)和濕度系數(shù)大約在 (50— 60) 10－ 6／ ℃ 及 (50— 60) 10－ 6／％，對于一張長度約 400mm的S0底版，冬季和夏季 的尺寸變化可達 — 1mm，在印制板上成像時可能偏半個孔到一個孔的距離。因此照相底 版的生產(chǎn)、使用和儲存最好均在恒溫恒濕的環(huán)境中。 采用厚聚酯片基的銀鹽片 (例如 )和重氮片，可提高照相底版的尺寸穩(wěn)定性。 除上述三個主要因素外，曝光機的真空系統(tǒng)及真空框架材料的選擇等也會影響曝光成像的質(zhì)量。 2020/9/18 81 ◎ 曝光定位 ? 1)目視定位 目視定位通常適用于使用重氮底版，重氮底版呈棕色或桔紅色的半透明狀態(tài)；但不透紫外 光，透過重氮圖像使底版的焊盤與印制板的孔重合對準，用膠帶固定即可進行曝光。 2)脫銷定位系統(tǒng)定位 脫銷定位系統(tǒng)包括照相軟片沖孔器和雙圓孔脫銷定位器。 定位方法是：首先將正面、反面兩張底版藥膜相對在顯微鏡下對準；將對準的兩張底版用 軟片沖孔器于底版有效圖像外任沖兩個定位孔，把沖好定位孔的底版任取一張去編鉆孔程序， 便能得到同時鉆出元件孔及定位孔的數(shù)據(jù)帶，一次性鉆出元件孔及定位孔，印制板金屬化孔及 預鍍銅后，便可用雙圓孔脫銷定位器定位曝光。 3)固定銷釘定位 此固定銷釘分兩套系統(tǒng)，一套固定照相底版，另一套固定印制板，通過調(diào)整兩銷釘?shù)奈恢?，實現(xiàn)照相底版與印制板的重合對準。曝光后，聚合反應還要持續(xù)一段時間，為保證工藝的穩(wěn)定性，曝光后不要立即揭去聚酯膜，以使聚合反應持續(xù)進行。待顯影前再揭去聚酯膜。 2020/9/18 82 顯 影 ? ◎ 顯影 水溶性干膜的顯影液為 l一 2％的無水碳酸鈉溶液，液溫 30— 40℃ 。 ? 顯影機理是感光膜中未曝光部分的活性基團與稀堿溶液反應生成可溶性物質(zhì)而溶解下 來，顯影時活性基團羧基一 COOH與無水碳酸鈉溶液中的 Na+作用，生成親水性集團一 COONa。從而把未曝光的部分溶解下來，而曝光部分的干膜不被溶脹。 ? 顯影操作一般在顯影機中進行，控制好顯影液的溫度，傳送速度，噴淋壓力等顯影參數(shù)，能夠得到好的顯影效果。 2020/9/18 83 ? 正確的顯影時間通過顯出點 (沒有曝光的干膜從印制板上被顯掉之點 )來確定，顯出點必 須保持在顯影段總長度的一個恒定百分比上。如果顯出點離顯影段出口太近，未聚合的抗蝕膜 得不到充分的清潔顯影，抗蝕劑的殘余可能留在板面上。如果顯出點離顯影段的入口太近，已 聚合的于膜由于與顯影液過長時間的接觸，可能被浸蝕而變得發(fā)毛，失去光澤。通常顯出點控 制在顯影段總長度的 40％一 60％之內(nèi)。 ? 使用顯影機由于溶液不斷地噴淋攪動，會出現(xiàn)大量泡沫，因此必須加入適量的消泡劑。如 正丁醇、食品及醫(yī)藥用的消泡劑、印制板專用消泡劑 AF一 3等。消泡劑起始的加入量為％ 左右，隨著顯影液溶進干膜，泡沫又會增加，可繼續(xù)分次補加。顯影后要確保板面上無余膠，以 保證基體金屬與電鍍金屬之間有良好的結合力。 ? 顯影后板面是否有余膠，肉眼很難看出，可用 1％甲基紫酒精水溶液或 l一 2％的硫化鈉 或硫化鉀溶液檢查，染十甲基紫顏色和浸入硫化物后沒有顏色改變說明有余膠。 2020/9/18 84 修版與去膜！！ ? ◎ 修版 修版包括兩方面，一是修補圖像上的缺陷，一是除去與要求圖像無關的疵點。 上述缺陷產(chǎn)生的大體原因是：干膜本身有顆?；驒C械雜質(zhì)；基板表面粗糙或凹凸不平；操 作工藝不當如板面污物及貼膜小皺折；照相底版及真空框架不清潔等。為減少修版量，應特別 注意上述問題。 ? 修版液可用蟲膠、瀝青、耐酸油墨等。 ? 蟲膠修版液配方如下： ? 蟲膠 :100～ 150g／ 1 ? 甲基紫 :1～ 2g／ 1 2020/9/18 85 ? 用無水乙醇配制。 ? 修版時應注意戴細紗手套，以防手汗污染板面。 ? ◎ 去膜 去膜使用 3～ 5％的氫氧化鈉溶液，溫度 50一60℃ ，去膜方式可槽式浸泡，也可機器噴淋。 槽式浸泡是板子上架后浸泡到去膜溶液中，數(shù)分鐘后膜變軟脫落，取出后立即用水沖洗，膜就 可以去除干凈，銅表面也不會被氧化。機器噴淋去膜生產(chǎn)效率高，但應注意檢查噴嘴是否堵塞，在去膜溶液中必須加入消泡劑。