干膜技術(shù)資料

電路圖形轉(zhuǎn)移材料的演變2023/2/51電路圖形轉(zhuǎn)移材料的演變

印制電路圖形的轉(zhuǎn)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(xué)攻關(guān)工作從未停止過。從原始階段設(shè)計(jì)采用抗蝕油漆或蟲膠漆手工描繪簡單的線路圖形轉(zhuǎn)移工藝技術(shù)的需要。但隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，要求印制電路板的制造技術(shù)，必須適應(yīng)高密度、高精度、細(xì)導(dǎo)線、窄間距及小孔徑電路圖形轉(zhuǎn)移需要。幾十年來，研制與開發(fā)出新型的光致抗蝕劑與電路圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)：如光致抗蝕干膜、濕法貼膜技術(shù)、電泳光致抗蝕膜和直接成像技術(shù)，都逐步地被制造印制電路板商家所采用，使電路圖形的轉(zhuǎn)移品質(zhì)大幅度的提高。為敘述簡便，就印制電路板制造過程中，所采用的電路圖形轉(zhuǎn)移原材料，按順序加以簡單論述：2023/2/52一、液體感光膠：

液體感光膠在印制線路板初期生產(chǎn)中，被許多廠家所采用。它具有極明顯的優(yōu)點(diǎn)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。前者的主要缺點(diǎn)是質(zhì)量不穩(wěn)定，控制厚度困難，與基材銅箔的表面敷形程度不太理想；后者雖然敷形程度好，但其涂覆層的厚度難以均勻一致的進(jìn)行控制。它們的分辨率卻是很高的，導(dǎo)線寬度與間距可以達(dá)到0.15-0.05mm。但由于受其涂布方法（手搖或涂布離心機(jī)）和涂層的非均勻性的限制，以及其抗蝕能力受室內(nèi)環(huán)境的濕度影響較大，不適宜大批量印制電路板的生產(chǎn)。2023/2/53二、光致抗蝕干膜：

光致抗蝕干膜是六十年代后期研制與開發(fā)出來的光成像原材料。由主體樹脂和光引發(fā)劑或光交聯(lián)劑組成。又根據(jù)感光材料的種類的不同，有的增加觸變劑、流平劑、填料等。此種材料的最大特點(diǎn)是分辨率高、抗蝕能力強(qiáng)、涂布均勻、感光層的厚度可制作成25μm、分辨率達(dá)到極限值為0.10mm。工序操作簡單易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，適合大批量印制電路板生產(chǎn)。但隨著組裝密度要求越來越高，印制電路圖形的導(dǎo)細(xì)更細(xì)和間距更窄。采用此類光致抗蝕干膜，要制造出0.10-0.076mm導(dǎo)線寬度就顯得更加困難。而且制作出更薄的光致抗蝕干膜，從加工手段分析是不太可能。所以，基干膜本身厚度與涂覆尺寸的收縮限制再提高是很困難的2023/2/54三、濕法貼膜技術(shù)：

從成本分析，采用干膜法進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移，生產(chǎn)中采用此法時(shí)間最長，而采用濕法貼膜技術(shù)，是最近幾年的事情。它是利用干膜水溶性特點(diǎn)，使膜面部分液體形式排擠基板表面留在缺陷處的氣泡并能填滿和粘著牢固，經(jīng)濕影后確保細(xì)導(dǎo)線圖形的完整性和一致性。其實(shí)質(zhì)是排擠基板面上與干膜間殘留的微氣泡，以免造成精細(xì)導(dǎo)線產(chǎn)生質(zhì)量缺陷（缺口、針孔、斷線等）。其分辨率可達(dá)到0.08mm。但是這種工藝方法也不可能再繼續(xù)提高其分辨率。2023/2/55四、陽極法電沉積光致抗蝕劑：

印制電路圖形的導(dǎo)線越來越細(xì)、孔徑越來越小及孔環(huán)越來越窄的發(fā)展趨勢(shì)永無停止，芯片間腳間距從1.27mm降到0.75-0.625mm甚至更小。實(shí)際上焊盤尺寸僅比孔徑大0.05mm；當(dāng)孔中心距為1.25mm中間布線0.10mm三根導(dǎo)線，此時(shí)焊盤僅比孔徑大0.12mm。因此焊盤每邊比孔徑大0.06mm。這種規(guī)格要求的印制電路板無論是雙面、多層或SMT用印制電路板以及出現(xiàn)BGA板即球柵陣列一種組裝結(jié)構(gòu)工藝。就BGA用的多層印制電路板板（外層導(dǎo)線寬度為0.10-0.12mm、內(nèi)層導(dǎo)線寬度為0.10mm、間距為0.075mm），2023/2/56

其電路圖形的轉(zhuǎn)移采用上述任何原材料都無法達(dá)到其技術(shù)指標(biāo)。因此研制與開發(fā)更新型的光致抗蝕劑-陽極法電沉積光致抗蝕劑（ED法）其基本原理是將水溶性的有機(jī)酸化合物等溶于槽液內(nèi)，形成帶有正、負(fù)荷的有機(jī)樹脂團(tuán)，而把基板銅箔作為一個(gè)極性（類似電鍍一樣）進(jìn)行“電鍍”即電泳，在銅的表面形成5-30μm光致抗蝕膜層，是可控制的。其分辨率可達(dá)到0.05-0.03mm。這種電路圖形轉(zhuǎn)移材料是很有發(fā)展前途的工藝方法。當(dāng)然任何新型有圖形轉(zhuǎn)移材料都有它的局限性，隨著高科技的發(fā)展還會(huì)研制與開發(fā)更適合更佳的原材料。2023/2/57干膜光致抗蝕的種類2023/2/58干膜光致抗蝕的種類概述：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種感光材料，我國于七十年代中期開始干膜的研制和應(yīng)用，至今已有幾種產(chǎn)品用于印制電路板生產(chǎn)，由于干膜具有良好的工藝性能、優(yōu)良的成像性和耐化學(xué)藥品的性能，在圖形電鍍工藝中，它對(duì)于制造精密細(xì)導(dǎo)線、提高生產(chǎn)率、簡化工序、改善產(chǎn)品質(zhì)量等方面起到了其它光致抗蝕劑所起不到的作用。應(yīng)用干膜制造印制板有如下特點(diǎn)：

1.有較高的分辨率，一般線寬可做到0．1mm；

2.干膜應(yīng)用在圖形電鍍工藝中，電鍍加厚在高而垂直的夾壁問進(jìn)行，在鍍層厚度小于抗蝕劑厚度時(shí)，可以防止產(chǎn)生鍍層突延和防止去膜時(shí)抗蝕劑嵌入鍍層下面，保證線條精度；

3.干膜的厚度和組成一致，避免成像時(shí)的不連續(xù)性，可靠性高；

4.應(yīng)用干膜，大大簡化了印制板制造工序，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。2023/2/59根據(jù)顯影和去膜的方法可把干膜分為三種類型：

1.溶劑型干膜

使用有機(jī)溶劑作顯影劑和去膜劑，例如用1．1．1三氯乙烷顯影，二氯甲烷去膜，這兩種溶劑遇火不燃燒。醋酸丁酯等有機(jī)溶劑也可用作顯影和去膜，但易燃燒，很不安全。溶劑型干膜是美國最早研制并投入大量生產(chǎn)的一種干膜，我國早期也研制過。它的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，工藝穩(wěn)定，耐酸耐堿，應(yīng)用范圍廣。但是，使用這種干膜需要消耗大量的有機(jī)溶劑，需要價(jià)格昂貴的顯影和去膜設(shè)備及輔助裝置，生產(chǎn)成本高，溶劑有毒，污染環(huán)境，所以日趨以水溶性干膜所取代，僅在特殊要求時(shí)才使用。

2.水溶型干膜

它包括半水溶性和全水溶性兩種。半水溶性干膜顯影劑和去膜劑以水為主，并加有2～15％的有機(jī)溶劑。全水溶性的干膜顯影劑和去膜劑是堿的水溶液。半水溶性干膜成本較低，而全水溶性干膜的成本最低，毒性亦小。

2023/2/5103.干顯影或剝離型干膜

這種干膜不需用任何顯影溶劑，而是利用干膜的感光部分與未感光部分對(duì)聚酯薄膜表面和加工工件表面附著力的差別，在從曝光板上撕下聚酷薄膜時(shí)，未曝光的不需要的干膜隨聚酯薄膜剝離下來，在加工工件表面留下已曝光的干膜；由此得到所需要的干膜圖像。根據(jù)干膜的用途，可把干膜分為抗蝕干膜、掩孔干膜和阻焊干膜，抗蝕干膜和掩孔干膜用作制造印制板圖像，而阻焊干膜是涂覆在印制板成品板的表面上，有選擇地保護(hù)印制板表面，以便在焊接元器件時(shí)，防止導(dǎo)線和焊盤問的短路、橋接，它也是印制板表面的永久性保護(hù)層，能起到防潮、防霉、防鹽霧等作用。由于阻焊干膜的成本高，并且在應(yīng)用中需要昂貴的真空貼膜設(shè)備，因而被近年來飛速發(fā)展的液體感光阻焊劑所代替。2023/2/511干膜光致抗蝕劑的結(jié)構(gòu)、感光膠層的主要成分及作用2023/2/512干膜光致抗蝕劑的結(jié)構(gòu)、感光膠層的主要成分及作用干膜光致抗蝕劑的結(jié)構(gòu)

干膜光致抗蝕劑由聚酯薄膜，光致抗蝕劑膜及聚乙烯保護(hù)膜三部分組成。聚酯薄膜是支撐感光膠層的載體，使之涂布成膜，厚度通常為25μm左右。聚酯薄膜在曝光之后顯影之前除去，防止曝光時(shí)氧氣向抗蝕劑層擴(kuò)散，破壞游離基，引起感光度下降。聚乙烯膜是復(fù)蓋在感光膠層上的保護(hù)膜，防止灰塵等污物粘污干膜，避免在卷膜時(shí)，每層抗蝕劑膜之間相互粘連。聚乙烯膜一般厚度為25μm左右。光致抗蝕劑膜為干膜的主體，多為負(fù)性感光材料，其厚度視其用途不同，有若干種規(guī)格，最薄的可以是十幾個(gè)微米，最厚的可達(dá)100μm。

干膜光致抗蝕劑的制作是先把預(yù)先配制好的感光膠在高清潔度的條件下，在高精度的涂布機(jī)上涂覆于聚酯薄膜上，經(jīng)烘道干燥并冷卻后，覆上聚乙烯保護(hù)膜，卷繞在一個(gè)輥芯上?！锕庵驴刮g劑膜層的主要成分及作用：我國大量用于生產(chǎn)的是全水溶性干膜，這里介紹的是全水溶性干膜感光膠層的組成。2023/2/5131)粘結(jié)劑(成膜樹脂)

作為光致抗蝕劑的成膜劑，使感光膠各組份粘結(jié)成膜，起抗蝕劑偽骨架作用，它在光致聚合過程中不參與化學(xué)反應(yīng)。要求粘結(jié)劑具有較好的成膜性；與光致抗蝕劑的各組份有較好的互溶性；與加工金屬表面有較好的附著力；它很容易從金屬表面用堿溶液除去；有較好的抗蝕、抗電鍍、抗冷流、耐熱等性能。粘結(jié)劑通常是酯化或酰胺化的聚苯乙烯——順丁烯二酸酐樹脂(聚苯丁樹脂)。2)光聚合單體

它是光致抗蝕劑膠膜的主要組份，在光引發(fā)劑的存在下，經(jīng)紫外光照射發(fā)生聚合反應(yīng)，生成體型聚合物，感光部分不溶于顯影液，而未曝光部分可通過顯影除去，從而形成抗蝕圖像。多元醇烯酸酯類及甲基丙烯酸酯類是廣泛應(yīng)用的聚合單體，例如季戊四醇三丙烯酸酯是較好的光聚合單體。3)光引發(fā)劑

在紫外光線照射下，光引發(fā)劑吸收紫外光的能量產(chǎn)生游離基，而游離基進(jìn)一步引發(fā)光聚合單體交聯(lián)。干膜光致抗蝕劑通常使用安息香醚、叔丁基恿醌等作光引發(fā)劑。2023/2/5144)增塑劑

可增加干膜抗蝕劑的均勻性和柔韌性。三乙二醇雙醋酸脂可作為增塑劑。5)增粘劑

可增加干膜光致抗蝕劑與銅表面的化學(xué)結(jié)合力，防止因粘結(jié)不牢引起膠膜起翹、滲鍍等弊病。常用的增粘劑如苯并三氮唑。6)熱阻聚劑

在干膜的生產(chǎn)及應(yīng)用過程中，很多步驟需要接受熱能，為阻止熱能對(duì)干膜的聚合作用加入熱阻聚劑。如甲氧基酚、對(duì)苯二酚等均可作為熱阻聚劑。7)色料

為使干膜呈現(xiàn)鮮艷的顏色，便于修版和檢查而添加色料。如加入孔雀石綠、蘇丹三等色料使干膜呈現(xiàn)鮮艷的綠色、蘭色等。8)溶劑

為溶解上述各組份必須使用溶劑。通常采用丙酮、酒精作溶劑。此外有些種類的干膜還加入光致變色劑，使之在曝光后增色或減色，以鑒別是否曝光，這種干膜又叫變色于膜。2023/2/515什么是圖像轉(zhuǎn)移2023/2/516什么是圖像轉(zhuǎn)移制造印制板過程中的一道工序就是將照相底版上的電路圖像轉(zhuǎn)移到覆銅箔層壓板上，形成一種抗蝕或抗電鍍的掩膜圖像?？刮g圖像用于“印制蝕刻工藝”，即用保護(hù)性的抗蝕材料在覆銅箔層壓板上形成正相圖像，那些未被抗蝕劑保護(hù)的不需要的銅箔，在隨后的化學(xué)蝕刻工序中被去掉，蝕刻后去除抗蝕層，便得到所需的裸銅電路圖像。而抗電鍍圖像用于“圖形電鍍工藝”，即用保護(hù)性的抗蝕材料在覆銅層壓板上形成負(fù)相圖像，使所需要的圖像是銅表面，經(jīng)過清潔、粗化等處理后，在其上電鍍銅或電鍍金屬保護(hù)層(錫鉛、錫鎳、錫、金等)，然后去掉抗蝕層進(jìn)行蝕刻，電鍍的金屬保護(hù)層在蝕刻工序中起抗蝕作用。以上兩種工藝過過程概括如下：2023/2/517印制蝕刻工藝流程：下料→板面清潔處理→涂濕膜→曝光→顯影（貼干膜→曝光→顯影）→蝕刻→去膜→進(jìn)入下工序畋形電鍍工藝過程概括如下：下料→鉆孔→孔金屬化→預(yù)鍍銅→板面清潔→涂濕膜→曝光→顯影（貼干膜→曝光→顯影）→形成負(fù)相圖象

→圖形鍍銅→圖形電鍍金屬抗蝕層→去膜→蝕刻→進(jìn)入下工序圖像轉(zhuǎn)移有兩種方法，一種是網(wǎng)印圖像轉(zhuǎn)移，一種是光化學(xué)圖像轉(zhuǎn)移。網(wǎng)印圖像轉(zhuǎn)移比光化學(xué)圖像轉(zhuǎn)移成本低，在生產(chǎn)批量大的情況下更是如此，但是網(wǎng)印抗蝕印料通常只能制造大于或等于o．25mm的印制導(dǎo)線，而光化學(xué)圖像轉(zhuǎn)移所用的光致抗蝕劑朗制造分辨率高的清晰圖像。本章所述內(nèi)容為后一種方法。光化學(xué)圖像轉(zhuǎn)移需要使用光致抗蝕劑，下面介紹有關(guān)光致抗蝕劑的一些基本知識(shí)

2023/2/5181)光致抗蝕劑：用光化學(xué)方法獲得的，能抵抗住某種蝕刻液或電鍍?nèi)芤航g的感光材料。

2)正性光致抗蝕劑：光照射部分分解(或軟化)，曝光顯影之后，能把生產(chǎn)用照相底版上透明的部分從板面上除去。

3)負(fù)性光致抗蝕劑：光照射部分聚合(或交聯(lián))，曝光顯影之后，能把生產(chǎn)用照相底版上透明的部分保留在板面上。

4)光致抗蝕劑的分類：

按用途分為耐蝕刻抗蝕劑和耐電鍍抗蝕劑。

按顯影類型分為全水溶性抗蝕劑、半水溶性抗蝕劑和溶劑性抗蝕劑。

按物理狀態(tài)分為液體抗蝕劑和干膜抗蝕劑

按感光類型分為正性抗蝕劑和負(fù)性抗蝕劑。2023/2/519液體光抗蝕劑(濕膜)2023/2/520液體光抗蝕劑(濕膜)液體光致抗蝕劑(簡稱濕膜)

液體光致抗蝕劑(也稱濕膜)是國外九十年代初發(fā)展的一種新型感光材料。隨著表面貼裝技術(shù)(SMT)和芯片組裝技術(shù)(CMT)的發(fā)展，對(duì)印制板導(dǎo)線精細(xì)程度的要求越來越高，仍使用傳統(tǒng)的干膜進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)移存在兩個(gè)問題。一是干膜感光層上面的那層相對(duì)較厚(約為25μm)的聚酯膜降低了分辨率，使精細(xì)導(dǎo)線的制作受到限制。二是覆銅箔板表面，諸如針孔、凹陷、劃傷及玻璃纖維造成的凹凸不平等微小缺陷，使貼膜時(shí)干膜與銅箔無法緊密結(jié)合，形成界面性氣泡，進(jìn)而蝕刻時(shí)蝕刻液會(huì)從干膜底部滲入造成圖像的斷線、缺口，電鍍時(shí)電鍍?nèi)芤簭母赡さ撞拷朐斐蓾B鍍。影響了產(chǎn)品的合格率。為解決上述問題，開發(fā)了液體光致抗蝕劑。

液體光致抗蝕劑主要由高感光性樹脂、感光劑、色料、填料及少量溶劑組成?？捎镁W(wǎng)印方式涂覆，用稀堿水溶液顯影，可抗酸性及弱堿性蝕刻液蝕刻，可抗酸性鍍銅、氟硼酸鍍錫鉛、酸性鍍鎳、微氰酸性鍍金等溶液的電鍍。其應(yīng)用工藝流程為：

基板前處理→涂覆→烘烤→曝光→顯影→干燥→蝕刻或電鍍→去膜2023/2/521基板前處理

如干膜一節(jié)所述的基板前處理的方法均可適用于液體光致抗蝕劑，但側(cè)重點(diǎn)與干膜有所區(qū)別?；迩疤幚碇饕墙鉀Q表面清潔度和表面粗糙度的問題。

液體光致抗蝕劑的粘合主要是通過化學(xué)鍵合反應(yīng)來完成的。通常液體抗蝕劑是一種以丙烯酸鹽為基本成分的聚合物，它可能是通過其可自由移動(dòng)的未聚合的丙烯酸基團(tuán)與銅結(jié)合，為保證這種鍵合作用，銅表面必須新鮮、無氧化且呈未鍵合的自由狀態(tài)，再通過適當(dāng)粗化，增大表面積，便可得到優(yōu)良的粘附力。而干膜具有較高的粘度和較大程度的交聯(lián)，可移動(dòng)的供化學(xué)鍵合利用的自由基團(tuán)很少，主要是通過機(jī)械連接來完成其粘附過程。因此液體抗蝕劑側(cè)重要求銅箔表面的清潔度，而干膜抗蝕劑是側(cè)重要求銅箔表面的微觀粗糙度。2023/2/522涂覆

根據(jù)不同的用途選用不同目數(shù)的網(wǎng)版進(jìn)行涂覆，以得到不同厚度的抗蝕層。實(shí)踐表明：用于印制蝕刻工藝(如制作多層板內(nèi)層圖像)可選用200目絲網(wǎng)，網(wǎng)印后膜的厚度12土2Mm。用于圖形電鍍工藝在選用150目一120目絲網(wǎng)，網(wǎng)印后膜的厚度為25土2μm，以使鍍層厚度不超過膜層厚度，防止由于鍍層突延壓住圖像邊緣處的抗蝕層，去膜時(shí)又去不掉，造成圖像邊緣不整齊。涂覆最好是在比印制板有效面積每邊大出5—7mm的范圍內(nèi)進(jìn)行，而不是整板涂覆，以有利于曝光時(shí)底版定位的牢度，因?yàn)榈装娑ㄎ荒z帶若貼在膜層上，使用幾次后粘性便大大降低容易在曝光抽真空過程中產(chǎn)生底片偏移，特別是制作多層板內(nèi)層圖像時(shí)，這種偏移不易發(fā)現(xiàn)，而是要當(dāng)表面層做出圖像并蝕刻后方能看出，但此時(shí)已無法補(bǔ)救，產(chǎn)品只能報(bào)廢。涂覆后的板子必須上架，而且板與板之間要有一定距離，以保證下步烘烤中干燥的均勻、徹底。涂覆方式除了采用網(wǎng)印外，大規(guī)模生產(chǎn)的還可以來用幕簾涂布、滾涂或噴涂等方式涂覆。2023/2/523烘烤

烘烤的溫度和時(shí)間，不同型號(hào)的液體光致抗蝕劑有不同的要求，可參照說明書和具體生產(chǎn)實(shí)踐來確定。烘烤方式有烘道和烘箱兩種。用烘箱時(shí)，烘箱一定要帶有鼓風(fēng)和恒溫控制，以使各部位溫度比較均勻。烘烤時(shí)間應(yīng)在烘箱達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)開始計(jì)算?？刂坪煤婵緶囟群蜁r(shí)間很重要。烘烤溫度過高或時(shí)間過長，將難于顯影和去除膜層，而烘烤溫度過低或時(shí)間過短，在曝光過程中底版會(huì)沾在抗蝕劑涂覆層上，揭下來時(shí)底版易受到損傷。

2023/2/524曝光

液體光致抗蝕劑感光的有效波長為300—400nm，因此對(duì)干膜和液體光致阻焊劑進(jìn)行曝光的設(shè)備亦可適用于濕膜曝光，曝光量100—300mJ／平方里米。

因?yàn)楹婵竞竽拥挠捕冗€不足1H，因此曝光對(duì)位時(shí)需特別小心，以防劃傷。雖對(duì)濕膜適用的曝光量范圍較寬，但為了增加膜層的抗蝕和抗電鍍能力，以取高限曝光為宜。其感光速度與干膜相比要慢得多，所以要使用高功率曝光機(jī)。

當(dāng)曝光過度時(shí)，正相導(dǎo)線圖形易形成散光側(cè)蝕，造成線寬減小，反之負(fù)相導(dǎo)線圖形形成散光擴(kuò)大，線寬增加。當(dāng)曝光不足時(shí)，膜層上出現(xiàn)針孔、砂眼等缺陷。2023/2/525顯影

使用1％無水碳酸鈉溶液，溫度20—25℃，噴淋壓力l一2.5kg／平方里米。顯出點(diǎn)控制在3／4—2／3處。濕膜進(jìn)入孔內(nèi)，需延長顯影時(shí)間。因?yàn)轱@影液溫度和濃度高會(huì)破壞膠膜的表面硬度和耐化學(xué)性，因此濃度和溫度不宜過高。

從涂覆到顯影間隔時(shí)間不宜超過48小時(shí)。應(yīng)用于圖形電鍍工藝，顯影后需檢查孔內(nèi)是否顯得徹底干凈。2023/2/526干燥

為使膜層有優(yōu)良的抗蝕抗電鍍能力，顯影后最好干燥，干燥條件是100℃，1—2分鐘。干燥后膜層硬度可達(dá)2H。2023/2/527去除抗蝕劑

使用4—8％的氫氧化鈉溶液，溫度50—60℃，為提高去除速度，提高溫度比提高濃度有效。應(yīng)用液體光致抗蝕劑不僅提高了制作精細(xì)導(dǎo)線印制板的合格率，而且降低了生產(chǎn)成本，無需對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行更新和改造，操作工藝也易于掌握。但液體光致抗蝕劑固體份只有70％左右，其余大部為助劑、溶劑、引發(fā)劑等，這些溶劑的揮發(fā)在一定程度上對(duì)環(huán)保帶來麻煩，對(duì)操作者也是一種威脅。操作需在有通風(fēng)的條件下進(jìn)行。2023/2/528線路版廠對(duì)干膜的選用及

操作注意事項(xiàng)2023/2/529線路版廠對(duì)干膜的選用及操作注意事項(xiàng)

自1983年在大連召開的光致抗蝕干膜技術(shù)協(xié)調(diào)會(huì)議后，各干膜廠家就推出一系列符合一級(jí)指標(biāo)的干膜，自至今天，干膜的各型號(hào)更是讓人難于選擇，做為線路版廠工程師，應(yīng)注意干膜的選擇，才不致于影響生產(chǎn)進(jìn)度及成本。在選用干膜這一環(huán)節(jié)，應(yīng)注意如下幾個(gè)指標(biāo)：2023/2/5301外觀

使用干膜時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行外觀檢查。質(zhì)量好的干膜必須無氣泡、顆粒、雜質(zhì)；抗蝕膜厚度均勻；顏色均勻一致；無膠層流動(dòng)。如果干膜存在上述要求中的缺陷，就會(huì)增加圖像轉(zhuǎn)移后的修版量，嚴(yán)重者根本無法使用。膜卷必須卷繞緊密、整齊，層間對(duì)準(zhǔn)誤差應(yīng)小于1mm，這是為了防止在貼膜時(shí)因卷繞誤差而弄臟熱壓輥，也不會(huì)因卷繞不緊而出現(xiàn)連續(xù)貼膜的故障。聚酯薄膜應(yīng)盡可能薄，聚酯膜太厚會(huì)造成曝光時(shí)光線嚴(yán)重散射，而使圖像失真，降低干膜分辨率。聚酯薄膜必須透明度高，否則會(huì)增加曝光時(shí)間。聚乙烯保護(hù)膜厚度應(yīng)均勻，如厚度不均勻?qū)⒃斐晒庵驴刮g層膠層流動(dòng)，嚴(yán)重影響干膜的質(zhì)量。

2023/2/5312光致抗蝕層的厚度

一般在產(chǎn)品包裝單或產(chǎn)品說明書上都標(biāo)出光致抗蝕層的厚度，可根據(jù)不同的用途選用不同厚度的干膜。如印制蝕刻工藝可選光致抗蝕層厚度為25μm的干膜，圖形電鍍工藝則需選光致抗蝕層厚度為40μm的干膜。如用于掩孔，光致抗蝕層厚度應(yīng)達(dá)到50μm。如鍍厚金板還得選用50μm的專用鍍金干膜,一般情況下,40μm的干膜都可以滿足正常的要求,在一些廠家,40μm的干膜都可以做線寬線隙為3MIL的平行線了,掩孔方面,也可掩住4.5MM以下的孔,當(dāng)然,對(duì)那些線路簡單而掩5.0MM以上的孔,最好選用50μm的干膜.有一些板,線路很密,要掩的NPTH孔又都超過5.0MM,這時(shí)候可以考慮用40μm的干膜,再進(jìn)行二次鉆孔了(既蝕刻后鉆孔)。

2023/2/5323.分辯率

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)尺寸的大小來表示。干膜的分辨率與抗蝕劑膜厚及聚酯薄膜厚度有關(guān)?？刮g劑膜層越厚，分辨率越低。光線透過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。一般的聚酯薄膜都在25μm左右。2023/2/5334,耐蝕刻性和耐電鍍性光聚合后的干膜抗蝕層，應(yīng)能耐三氯化鐵蝕刻液、過硫酸銨蝕刻液、酸性氯化銅蝕刻液、硫酸——過氧化氫蝕刻液的蝕刻。在上述蝕刻液中，當(dāng)溫度為50一55℃時(shí)，干膜表面應(yīng)無發(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)無表面發(fā)毛、滲鍍、起翹和脫落現(xiàn)象。2023/2/5345,脫膜性能

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，剝離下來的碎片通過過濾網(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。

2023/2/5356.其它性能干膜在嚗光后,顏色應(yīng)有明顯的變化,這樣就可以避免重復(fù)嚗光和漏嚗光的錯(cuò)誤,很多干膜都會(huì)添加變色劑來達(dá)到此功能.選好干膜后,正確的操作也尤為重要的,大概應(yīng)注意如下事項(xiàng):2023/2/5361,貼膜

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：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，單張貼時(shí)，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)，小批量生產(chǎn)可采用單張貼法，以減少干膜的浪費(fèi)。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，不需經(jīng)常調(diào)整，一般線壓力為0.5—0.6公斤／厘米。2023/2/537

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。膜涂布的較干、環(huán)境溫度低、濕度小時(shí)，貼膜溫度要高些，反之可低些。貼膜溫度過高，干膜圖像變脆，耐鍍性能差，貼膜溫度過低，干膜與銅表面粘附不牢，在顯影或電鍍過程中，膜易起翹甚至脫落。通常控制貼膜溫度在105℃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。

大批量生產(chǎn)時(shí)，在所要求的傳送速度下，熱壓輥難以提供足夠的熱量，因此需給要貼膜的板子進(jìn)行預(yù)熱，即在烘箱中干燥處理后稍加冷卻便可貼膜。

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％。完好的貼膜應(yīng)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(yīng)經(jīng)過15分鐘的冷卻及恢復(fù)期再進(jìn)行曝光。2023/2/5382,嚗光

曝光時(shí)要注意曝光能量的控制,通常都以21格曝光尺測(cè)6-8格為佳。但需注意,做曝光尺時(shí)需放重氮片才準(zhǔn)確,因?yàn)椴环胖氐c放重氮片的測(cè)試結(jié)果相差有近一格。曝光尺的讀數(shù)是以完全露銅的那格為準(zhǔn)，如有半格露銅則讀數(shù)相應(yīng)減一半。曝光燈管的控制也很重要的，要嚴(yán)格按照供應(yīng)商提供的曝光壽命來執(zhí)行，通常為1000小時(shí)左右。否則很容易出現(xiàn)嚗光斷斷續(xù)續(xù)的情況，或曝光時(shí)間增加。另外,潔凈房的環(huán)境控制也要注意,潔凈度要達(dá)10000級(jí)以上,濕度要控制在55%~65%為佳,特別是冬天,濕度就較低,菲林很容易縮短.

2023/2/5393,顯影

顯影有一個(gè)重要參數(shù)就是顯影點(diǎn),它將決定顯影的速度,一般性的干膜都要求顯影點(diǎn)有50%,顯影時(shí)噴嘴壓力要嚴(yán)格控制,壓力過大會(huì)影響干膜的結(jié)合力,或出現(xiàn)側(cè)蝕.2023/2/540干膜的技術(shù)性能要求2023/2/541干膜光致抗蝕劑的技術(shù)條件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。生產(chǎn)干膜的廠家也需要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來衡量產(chǎn)品質(zhì)量。為此在電子部、化工部的支持下，1983年在大連召開了光致抗蝕干膜技術(shù)協(xié)調(diào)會(huì)議，制定了國產(chǎn)水溶性光致抗蝕干膜的總技術(shù)要求。近年來隨著電子工業(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，不斷推出新的干膜產(chǎn)品系列，性能和質(zhì)量有了很大的改進(jìn)和提高，但至今國產(chǎn)干膜的技術(shù)要求還沒有修訂。現(xiàn)將83年制定的技術(shù)要求的主要內(nèi)容介紹如下，雖具體數(shù)字指標(biāo)已與現(xiàn)今干膜產(chǎn)品及應(yīng)用工藝技術(shù)有差距，但作為評(píng)價(jià)干膜產(chǎn)品的技術(shù)內(nèi)容仍有參考價(jià)值。

2023/2/542外觀使用干膜時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行外觀檢查。質(zhì)量好的干膜必須無氣泡、顆粒、雜質(zhì)；抗蝕膜厚度均勻；顏色均勻一致；無膠層流動(dòng)。如果干膜存在上述要求中的缺陷，就會(huì)增加圖像轉(zhuǎn)移后的修版量，嚴(yán)重者根本無法使用。膜卷必須卷繞緊密、整齊，層間對(duì)準(zhǔn)誤差應(yīng)小于1mm，這是為了防止在貼膜時(shí)因卷繞誤差而弄臟熱壓輥，也不會(huì)因卷繞不緊而出現(xiàn)連續(xù)貼膜的故障。聚酯薄膜應(yīng)盡可能薄，聚酯膜太厚會(huì)造成曝光時(shí)光線嚴(yán)重散射，而使圖像失真，降低干膜分辨率。聚酯薄膜必須透明度高，否則會(huì)增加曝光時(shí)間。聚乙烯保護(hù)膜厚度應(yīng)均勻，如厚度不均勻?qū)⒃斐晒庵驴刮g層膠層流動(dòng)，嚴(yán)重影響干膜的質(zhì)量。2023/2/543干膜外觀的技術(shù)指標(biāo)2023/2/544指標(biāo)名稱指標(biāo)一級(jí)二級(jí)透明度透明度良好，無渾濁。透明度良好，允許有不明顯的渾濁。色澤淺色，不允許有明顯的色不均勻現(xiàn)象。淺色，允許有色不均勻現(xiàn)象，但不得相差懸殊。氣泡、針孔不允許有大于0.1mm的氣泡及針孔不允許有大于0.2mm的氣泡及針孔，0.1～0.2mm的氣泡及針孔允許＜20個(gè)平方米。凝膠粒子不允許有大于0.1mm的凝膠粒子。不允許有大于0.2mm的凝膠粒子，0.1～0.2mm的凝膠粒子允許≤15個(gè)／平方米機(jī)械雜質(zhì)不允許有明顯的機(jī)械雜質(zhì)。允許有少量的機(jī)械雜質(zhì)。劃傷不允許。允許有不明顯的劃傷。流膠不允許。允許有不明顯的流膠。折痕不允許。允許有輕微折痕。光致抗蝕層厚度一般在產(chǎn)品包裝單或產(chǎn)品說明書上都標(biāo)出光致抗蝕層的厚度，可根據(jù)不同的用途選用不同厚度的干膜。如印制蝕刻工藝可選光致抗蝕層厚度為25μm的干膜，圖形電鍍工藝則需選光致抗蝕層厚度為38μm的干膜。如用于掩孔，光致抗蝕層厚度應(yīng)達(dá)到50μm。干膜厚度及尺寸公差技術(shù)要求如表7—2。2023/2/545干膜的厚度及尺寸公差2023/2/546規(guī)格名稱標(biāo)稱尺寸公差一級(jí)二級(jí)厚度(um)聚酯片基光致抗蝕層聚乙烯保護(hù)膜總厚度25～30±3±325,38、50±2．5±30．525～30±5±1075～110±10．5±16．5寬度(mm)485,300±5長度(m)

≥100聚乙烯保護(hù)膜的剝離性要求揭去聚乙烯保護(hù)膜時(shí)，保護(hù)膜不粘連抗蝕層。2023/2/547貼膜性當(dāng)在加熱加壓條件下將干膜貼在覆銅箔板表面上時(shí)，貼膜機(jī)熱壓輥的溫度105土10℃，傳送速度0.9～1.8米／分，線壓力0.54公斤/cm，干膜應(yīng)能貼牢。2023/2/548光譜特性在紫外——可見光自動(dòng)記錄分光光度計(jì)上制作光譜吸收曲線(揭去聚乙烯保護(hù)膜，以聚酯薄膜作參比，光譜波長為橫坐標(biāo)，吸收率即光密度D作縱坐標(biāo))，確定光譜吸收區(qū)域波長及安全光區(qū)域。技術(shù)要求規(guī)定，干膜光譜吸收區(qū)域波長為310～440毫微米(nm)，安全光區(qū)域波長為≥460毫微米(nm)。

高壓汞燈及鹵化物燈在近紫外區(qū)附近輻射強(qiáng)度較大，均可作為干膜曝光的光源。

低壓鈉燈主要幅射能量在波長為589.0～589．6nm的范圍，且單色性好，所發(fā)出的黃光對(duì)人眼睛較敏感、明亮，便于操作。故可選用低壓鈉燈作為干膜操作的安全光。2023/2/549感光性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，希望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，一般來說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，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。2023/2/550干膜的深度曝光性很重要。曝光時(shí)，光能量因通過抗蝕層和散射效應(yīng)而減少。若抗蝕層對(duì)光的透過率不好，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，上層就可能曝光過度。因此深度曝光性的好壞是衡量干膜質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。第一次響應(yīng)時(shí)的光密度和飽和光密度的比值稱為深度曝光系數(shù)。此系數(shù)的測(cè)量方法是將干膜貼在透明的有機(jī)玻璃板上，采用透射密度計(jì)測(cè)量光密度，測(cè)試比較復(fù)雜，且干膜貼在有機(jī)玻璃板上與貼在覆銅箔板上的情況也有所不同。為簡便測(cè)量及符合實(shí)際應(yīng)用情況，以干膜的最小曝光時(shí)間為基準(zhǔn)來衡量深度曝光性，其測(cè)量方法是將干膜貼在覆銅箔板上后，按最小曝光時(shí)間縮小一定倍數(shù)曝光并顯影，再檢查覆銅箔板表面上的干膜有無響應(yīng)。

在使用5Kw高壓汞燈，燈距650mm，曝光表面溫度25土5℃的條件下，干膜的感光性應(yīng)符合如表7—3要求：2023/2/551表7---3干膜的感光性2023/2/552一級(jí)二級(jí)最小曝光時(shí)間tmin(秒）抗蝕層厚度25μm≤10≤20抗蝕層厚度38μm≤10≤20抗蝕層厚度50μm≤12≤24曝光時(shí)間寬容度tmax/tmin≥2＞1.585深度曝光性（秒）≤0.25tmin≤0.5tmin顯影性及耐顯影性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顯影的程度，即顯影時(shí)間可以超過的程度，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。對(duì)干膜的顯影性和耐顯影性技術(shù)要求如表7—4。2023/2/553表7—4干膜的顯影性和耐顯影性2023/2/554溶液溫度℃40±240±21％無水碳酸鈉溶液顯影時(shí)間(秒)抗蝕層厚度25μm≤60≤90抗蝕層厚度38μm≤80≤100抗蝕層厚度50μm≤100≤1201％無水碳酸鈉溶液耐顯影時(shí)間(分)≥5≥3分辨率所謂分辨率是指在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)尺寸的大小來表示。

干膜的分辨率與抗蝕劑膜厚及聚酯薄膜厚度有關(guān)?？刮g劑膜層越厚，分辨率越低。光線透過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。

技術(shù)要求規(guī)定，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。2023/2/555耐蝕刻性和耐電鍍性技術(shù)要求規(guī)定，光聚合后的干膜抗蝕層，應(yīng)能耐三氯化鐵蝕刻液、過硫酸銨蝕刻液、酸性氯化銅蝕刻液、硫酸——過氧化氫蝕刻液的蝕刻。在上述蝕刻液中，當(dāng)溫度為50一55℃時(shí)，干膜表面應(yīng)無發(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)無表面發(fā)毛、滲鍍、起翹和脫落現(xiàn)象。2023/2/556去膜性能曝光后的干膜，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，剝離下來的碎片通過過濾網(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。技術(shù)要求規(guī)定，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60一150秒，去膜后無殘膠。2023/2/557儲(chǔ)存期干膜在儲(chǔ)存過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。技術(shù)要求規(guī)定，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小于六個(gè)月，超過儲(chǔ)存期按技術(shù)要求檢驗(yàn)合格者仍可使用。

在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中應(yīng)避免受潮、受熱、受機(jī)械損傷和受日光直接照射。

2023/2/558其它性能在生產(chǎn)操作過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，以能夠承受顯影過程、蝕刻過程液體壓力的沖擊而不破裂，這就是干膜的掩蔽性能。2023/2/559生產(chǎn)操作及注意事項(xiàng)2023/2/560基板的清理圖像轉(zhuǎn)移

采用干膜進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)移的工藝流程為：貼干膜前基板清潔處理→干燥→貼干膜→定位→曝光→顯影→修版?！蛸N干膜前基板表面的清潔處理與干燥

貼干膜前板面包括覆銅箔板基板和孔金屬化后預(yù)鍍銅的基板。為保證干膜與基板表面牢固的粘附，要求基板表面無氧化層、油污、指印及其它污物，無鉆孔毛刺、無粗糙鍍層。為增大干膜與基板表面的接觸面積，還要求基板有微觀粗糙的表面。為達(dá)到上述兩項(xiàng)要求，貼膜前要對(duì)基板進(jìn)行認(rèn)真的處理。其處理方法可以概括為機(jī)械清洗和化學(xué)清洗兩類。

2023/2/5611)機(jī)械清洗機(jī)械清洗即用刷板機(jī)清洗。刷板機(jī)又分為磨料刷輥式刷板機(jī)和浮石粉刷板機(jī)兩種。

①磨料刷輥式刷板機(jī)磨料刷輥式刷板機(jī)裝配的刷子通常有兩種類型，壓縮型刷子和硬毛型刷子。壓縮型刷子是將粒度很細(xì)的碳化硅或氧化鋁磨料粘結(jié)在尼龍絲上，然后將這種尼龍絲制成纖維板或軟墊，經(jīng)固化后切成圓片，裝在一根輥芯上制成刷輥。硬毛型刷子的刷體是用含有碳化硅磨料的直徑為0．6mm的尼龍絲編繞而成的。磨料粒度不同，用途也不同，通常粒度為180目和240目的刷子用于鉆孔后去毛刺處理，粒度為320月和500目的刷子用于貼干膜前基板的處理。

兩種刷子相比較各有其優(yōu)缺點(diǎn)。壓縮型刷子因含磨料粒度很細(xì)，并且刷輥對(duì)被刷板面的壓力較大，因此刷過的銅表面均勻一致，主要用于多層板內(nèi)層基板的清洗。其缺點(diǎn)是由于尼龍絲較細(xì)容易撕裂，使用壽命短。硬毛型刷子的顯著優(yōu)點(diǎn)是尼龍絲耐磨性好，因而使用壽命長，大約是壓縮型刷子的十倍，但是這種刷子不宜用于處理多層板內(nèi)層基板，因基板薄不僅處理效果不理想，而且還會(huì)造成基板卷曲。在使用刷輥式刷板機(jī)的過程中，為防止尼龍絲過熱而熔化，應(yīng)不斷向板面噴淋自來水進(jìn)行冷卻和潤濕。2023/2/562②浮石粉刷板機(jī)多年來國內(nèi)外廣泛使用的是磨料刷輥式刷板機(jī)。研究表明，用這類刷板機(jī)清潔處理板面有些缺欠，如在表面上有定向的擦傷，有耕地式的溝槽，有時(shí)孔的邊緣被撕破形成橢圓孔，由于磨刷磨損刷子高度不一致而造成處理后的板面不均勻等。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代的電路設(shè)計(jì)要求越來越細(xì)的線寬和間距，仍舊使用磨料刷輥式刷板機(jī)處理板面，產(chǎn)品合格率低下，因此發(fā)展了浮石粉刷板機(jī)。浮石粉刷板機(jī)是將浮石粉懸濁液噴到板面上用尼龍刷進(jìn)行擦刷，其機(jī)器主要有以下幾個(gè)工段：

a．尼龍刷與浮石粉漿液相結(jié)合進(jìn)行擦刷；

b．刷洗除去板面的浮石粉；

c．高壓水洗；

d．水洗；

e．干燥。2023/2/563浮石粉刷板機(jī)處理板面有如下優(yōu)點(diǎn)：a．磨料浮石粉粒子與尼龍刷相結(jié)合的作用與板面相切擦刷，能除去所有的污物，露出新鮮的純潔的銅；

b．能夠形成完全砂?；?、粗糙的、均勻的、多峰的表面，沒有耕地式的溝槽；c．由于尼龍刷的作用緩和，表面和孔之間的連接不會(huì)受到破壞；

d．由于相對(duì)軟的尼龍刷的靈活性，可以彌補(bǔ)由于刷子磨損而造成的板面不均勻的問題；

e．由于板面均勻無溝槽，降低了曝光時(shí)光的散射，從而改進(jìn)了成像的分辨率。其不足是浮石粉對(duì)設(shè)備的機(jī)械部分易損傷。2023/2/5642)化學(xué)清洗化學(xué)清洗首先用堿溶液去除銅表面的油污、指印及其它有機(jī)污物。然后用酸性溶液去除氧化層和原銅基材上為防止銅被氧化的保護(hù)涂層，最后再進(jìn)行微蝕處理以得到與干膜具有優(yōu)良粘附性能的充分粗化的表面。

化學(xué)清洗的優(yōu)點(diǎn)是去掉銅箔較少(1一1.5μm)，基材本身不受機(jī)械應(yīng)力的影響，對(duì)薄板材的處理較其它方法易于操作。但化學(xué)處理需監(jiān)測(cè)化學(xué)溶液成分的變化并進(jìn)行調(diào)整，對(duì)廢舊溶液需進(jìn)行處理，增加了廢物處理的費(fèi)用。從事干膜生產(chǎn)的人曾對(duì)貼抗蝕干膜最理想的表面進(jìn)行測(cè)試和研究，用上述1)一3)種方法處理板面后，貼上干膜進(jìn)行印制蝕刻和圖形電鍍的應(yīng)用

對(duì)于較大的線寬與間距，無論使用哪種清潔處理方法，合格率均趨向于100％，但當(dāng)線寬為90Mm時(shí)，用浮石粉刷板機(jī)處理，合格率下降為90％，其它方法依次下跌，最差的下降到60％。2023/2/5653)電解清洗貼干膜前基板表面清潔處理，一般采用上述1)一2)種處理方法，機(jī)械清洗及浮石粉刷板對(duì)去除基板表面的含鉻鈍化膜(銅箔表面防氧化劑)效果不錯(cuò)，但易劃傷表面，并可能造成磨料顆粒(如，碳化硅、氧化鋁、浮石粉)嵌入基體內(nèi)，同時(shí)還可能使撓性基板、多層板內(nèi)層薄板及薄型印制板基板的尺寸變形?；瘜W(xué)清洗去油污性較好，但去除含鉻鈍化膜的效果差。

電解清洗的優(yōu)點(diǎn)不僅能較好地解決機(jī)械清洗、浮石粉刷板及化學(xué)清洗對(duì)基板表面清潔處理中存在的問題，而且使基板產(chǎn)生一個(gè)微觀的比較均勻的粗糙表面，大大提高比表面，增強(qiáng)干膜與基板表面的粘合力，這對(duì)生產(chǎn)高密度、細(xì)導(dǎo)線的導(dǎo)電圖形是十分有利的。2023/2/566電解清洗工藝過程如下：

進(jìn)料→電解清洗→水洗→微蝕刻→水洗→鈍化→水洗→干燥→出料①電解清洗主要作用是去掉基板銅箔表面的氧化物、指紋、其它有機(jī)沾污和含鉻鈍化物。

②微蝕刻主要作用是使銅箔形成一個(gè)微觀的粗糙表面，以增大比表面。

⑧鈍化的作用是保護(hù)已粗化的新鮮的銅表面，防止表面氧化。電解清洗主要用于貼干膜或涂覆液體光致抗蝕劑前的撓性基板、多層板內(nèi)層薄板及薄型印制板基板的表面清潔處理，它雖然具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)銅箔表面環(huán)氧膩污點(diǎn)清洗無效，廢水處理成本也較高。據(jù)資料報(bào)導(dǎo)，美國AtotechInc．(Chemcut)已于九十年代初推出CS一2000系列的水平式陽極電解清洗設(shè)備，同時(shí)還出售SchercleanEcs系列電解清洗劑。2023/2/567該設(shè)備的工藝參7—52023/2/568參數(shù)電解清洗微蝕刻鈍化水平速度(in／min)48～6048～6048～60溫度(T)90～10090～12075～90化學(xué)溶液(專用)SChercleanECSCheretchECCuPaSSivatlonGS電流密度(A／n’)15～25停留時(shí)間(s)20～2520～2615～19處理后的板面是否清潔應(yīng)進(jìn)行檢查，簡單的檢驗(yàn)方法是水膜破裂試驗(yàn)法。板面滑活處理后，流水浸濕，垂直放置，整個(gè)板面上的連續(xù)水膜應(yīng)能保持15秒鐘不破裂。清潔處理后，最好立即貼膜，如放置時(shí)間超過四個(gè)小時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行清潔處理。

美國某公司用放射性酯酸測(cè)量清潔處理前后銅箔的表面積，發(fā)現(xiàn)處理后比處理前大三倍，正是由于存在大量的微觀粗糙表面，在貼膜加熱加壓的情況下，使抗蝕劑流入基板表面的微觀結(jié)構(gòu)中，大大提高了干膜的粘附力。

貼膜前板面的干燥很重要。殘存的潮氣往往是造成砂眼或膜貼不牢的原因之一，因此必須去除板面及孔內(nèi)的潮氣，以確保貼膜時(shí)板子是干燥的。通常先物理排水，如用空氣刀干燥，然后放入110土5℃的熱烘箱中進(jìn)行熱蒸發(fā)10—15分鐘。為避免交叉污染板面，烘箱應(yīng)是專用設(shè)備。2023/2/569貼膜貼膜時(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：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，單張貼時(shí)，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)，小批量生產(chǎn)可采用單張貼法，以減少干膜的浪費(fèi)。2023/2/570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，不需經(jīng)常調(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。膜涂布的較干、環(huán)境溫度低、濕度小時(shí)，貼膜溫度要高些，反之可低些。貼膜溫度過高，干膜圖像變脆，耐鍍性能差，貼膜溫度過低，干膜與銅表面粘附不牢，在顯影或電鍍過程中，膜易起翹甚至脫落。通常控制貼膜溫度在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。2023/2/571大批量生產(chǎn)時(shí)，在所要求的傳送速度下，熱壓輥難以提供足夠的熱量，因此需給要貼膜的板子進(jìn)行預(yù)熱，即在烘箱中干燥處理后稍加冷卻便可貼膜。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％。完好的貼膜應(yīng)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(yīng)經(jīng)過15分鐘的冷卻及恢復(fù)期再進(jìn)行曝光。2023/2/572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(jìn)行聚合交聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)后形成不溶于稀堿溶液的體型大分子結(jié)構(gòu)。曝光一般在自動(dòng)雙面曝光機(jī)內(nèi)進(jìn)行，現(xiàn)在曝光機(jī)根據(jù)光源的冷卻方式不同，可分風(fēng)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(shí)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。2023/2/5731)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(duì)輻射強(qiáng)度，是干膜曝光較理想的光源。氙燈不適應(yīng)于干膜的曝光。

光源種類選定后，還應(yīng)考慮選用功率大的光源。因?yàn)楣鈴?qiáng)度大，分辨率高，而且曝光時(shí)間短，照相底版受熱變形的程度也小。

此外燈具設(shè)計(jì)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2023/2/5742)曝光時(shí)間(曝光量)的控制在曝光過程中，干膜的光聚合反應(yīng)并非“一引而發(fā)”或“一曝即成”，而是大體經(jīng)過三個(gè)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(gè)誘導(dǎo)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(dāng)誘導(dǎo)期一過，單體的光聚合反應(yīng)很快進(jìn)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(gè)階段在曝光過程中所占的時(shí)間比例是很小的。當(dāng)光敏單體大部分消耗完時(shí)，就進(jìn)入了單體耗盡區(qū)，此時(shí)光聚合反應(yīng)已經(jīng)完成。

正確控制曝光時(shí)間是得到優(yōu)良的干膜抗蝕圖像非常重要的因素。當(dāng)曝光不足時(shí)，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(dāng)曝光過頭時(shí)，會(huì)造成難于顯影，膠膜發(fā)脆、留下殘膠等弊病。更為嚴(yán)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(huì)使圖形電鍍的線條變細(xì)，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(xì)。2023/2/575如何正確確定曝光時(shí)間呢?由于應(yīng)用于膜的各廠家所用的曝光機(jī)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(gè)固定的曝光時(shí)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(shí)都標(biāo)出推薦的成像級(jí)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(jí)或斯圖費(fèi)(stouffer)21級(jí)光密度尺。

瑞斯頓17級(jí)光密度尺第一級(jí)的光密度為0.5，以后每級(jí)以光密度差A(yù)D為0.05遞增，到第17級(jí)光密度為1.30。斯圖費(fèi)2l級(jí)光密度尺第一級(jí)的光密度為0.05，以后每級(jí)以光密度差△D為0．15遞增，到第2l級(jí)光密度為3.05。在用光密度尺進(jìn)行曝光時(shí)，光密度小的(即較透明的)等級(jí)，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(jí)，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(shí)被顯掉或只留下一部分。這樣選用不同的時(shí)間進(jìn)行曝光便可得到不同的成像級(jí)數(shù)?，F(xiàn)將瑞斯頓17級(jí)光密度尺的使用方法簡介如下：a．進(jìn)行曝光時(shí)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。2023/2/576任選一曝光時(shí)間作為參考曝光時(shí)間，用Tn表示，顯影后留下的最大級(jí)數(shù)叫參考級(jí)數(shù)，將推薦的使用級(jí)數(shù)與參考級(jí)數(shù)相比較，并按下面系數(shù)表進(jìn)行計(jì)算。

2023/2/577級(jí)數(shù)差系數(shù)K級(jí)數(shù)差系數(shù)K11.12262.00021.25972.23931.41382.51241.58592.81851.778103.162當(dāng)使用級(jí)數(shù)與參考級(jí)數(shù)相比較需增加時(shí)，使用級(jí)數(shù)的曝光時(shí)間T＝KTR。當(dāng)使用級(jí)數(shù)與參考級(jí)數(shù)相比較需降低時(shí)，使用級(jí)數(shù)的曝光時(shí)間T＝TR/K。這樣只進(jìn)行一次試驗(yàn)便可確定最佳曝光時(shí)間。在無光密度尺的情況下也可憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行觀察，用逐漸增加曝光時(shí)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(dāng)?shù)钠毓鈺r(shí)間。

嚴(yán)格的講，以時(shí)間來計(jì)量曝光是不科學(xué)的，因?yàn)楣庠吹膹?qiáng)度往往隨著外界電壓的波動(dòng)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(qiáng)度，單位為毫瓦／平方厘米；T為曝光時(shí)間，單位為秒。從上式可以看出，總曝光量