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线路板湿膜工艺技术

发布时间:2008/8/23 0:00:00 访问次数:914

一 前言

  最早pcb生产过程的图形转移材料采用湿膜,随着湿膜的不断使用和pcb的技术要求提高,湿膜的缺点也显露出来了,主要聚中在生产周期长、涂膜厚度不均、涂膜后板面针眼和杂物太多、孔中显影困难。导致了湿膜的后续生产问题较多,过程控制起来困难,最终湿膜被干膜取代了。

  随着pcb装配技术发展,以及pcb的线条和线间距愈来愈小、精度和密度要求也提高了,传统干膜在这样的pcb图形转移过程中问题出现,主要体现在干膜的分辨率不能再提高(主要是干膜的聚酯覆盖膜造成的),已不能满足特殊pcb生产的需要,而基材的针眼、凹坑、划伤影响了贴膜的效果,从而造成成品的沙眼、缺口、断线等。先进的湿膜为这些问题的解决提供了一种途径。

二 问题的出现

  在图形转移(也含有内层的图形转移)过程中一直使用的是干膜,效果也不错,没出现什么问题。但在今年的四、五月,我们生产的线路板内外层线条和线间距均达到了0.15mm,在使用干膜图形转移时造成内层大批量的报废、外层在显影后多次出现沙眼、缺口、断线造成返工,内层在黑化后更严重;接着又出现了单面板焊盘严重脱落,报废也很多,这严重影响了生产。针对这些问题我和同事作了相应的试验查找原因,对清洗、刷板的效果进行了跟踪,最后贴膜前的板子都达到了最佳效果;我们又改变了贴膜的方法,对贴膜机的参数进行了优化,改变显影液的参数,针对单面板我们又对打磨效果进行了跟踪。最后,单面板的问题解决了,但要求较高的内外层的问题没有解决。根据市场的需要,为提高我公司的技术水平,为解决这个问题,我们采用了先进的湿膜来进行图形转移。

三 湿膜的特点

1. 附着力、覆盖性好

  湿膜本身是由感光性树脂合成,添加了感光剂、色料、填料及溶剂的一种蓝色粘稠状液体。基材上的凹坑、划伤部分与湿膜的接触良好,且湿膜主要是通过化学键的作用与基材来粘合的,从而湿膜与基材铜箔间有优良好的附着力,使用丝网印刷能得到很好的覆盖性,这为高密度的精细线条pcb的加工提供条件。通过表一可以说明湿膜的附着力:

  湿膜与基材的接触性、覆盖性好,又采用底片接触式曝光,缩短了光程,减少了光的能损失、光散射引起的误差。这使湿膜的分辨率的一般在25μm以下,提高了图形制作的精密度,而实际生产中干膜的分辨率很难达到50μm。

3.成本低廉

  湿膜的厚度可控,一般来说比干膜较薄,包装费用也低,相对来讲湿膜成本要低点。湿膜在精细线条的内层制作过程中合格率大大提高,同干膜相比节约20%的材料成本。显影湿的速度要快30%,蚀刻速度也可提高10—20%,褪膜的速度也可增加,从而节约了能源、提高设备的利用率,最终成本降低了。

4.消除板边发毛

  贴干膜板边易发毛、易产生膜碎,在生产过程中会影响板子的合格率,印湿膜的板子边缘没有膜碎和发毛现象。

四 湿膜的工艺流程

  根据自身条件,使用了多种湿膜,最后选用了北京力拓达的湿膜。其内层工艺操作流程如下:

  刷板(基板前处理)→丝网印刷→烘干→曝光→显影→蚀刻→去膜 

  一般的双面板工艺流程:

  刷板(基板前处理)→丝网印刷→烘干→曝光→显影→电镀→去膜→蚀刻 

五 湿膜应用时的操作要点

1.刷板

  对前工序提供的材料(即生产板)要求板面无严重的的氧化、油污、折皱。我们采用酸洗(5%硫酸)喷淋,除去有机杂质和无机污物,然后使用500目的尼龙刷辊磨刷。刷板后要达到:铜表面无氧化、铜表面被均匀粗化、铜表面具有严格的平整性,还要铜表面无水迹。这种效果增强了湿膜与铜箔表面的结合力,以满足后续工序工艺的要求。刷板后的铜箔表面状态直接影响pcb的成品率。

2.丝网印刷

  为达到需要厚度的湿膜,丝印前要选丝网,要注意丝网的厚度、目数(即单位长度上的线数)。膜厚同丝网的透墨量有关,油墨的理论透墨量(uth)为:

  uth=dw2 \(w+d)2 ×1000
  ( d ─ 网沙厚度 d ─ 线径 w ─ 开口宽)

  实际透墨量还与湿膜粘度、刮胶压力、刮胶移动速度有关,为达到均匀覆盖,刮刀口要轫磨好。印后板面膜厚度要控制在15-25μm之间,膜过厚容易产生曝光不足、显影不好,预烘难控制,易造成战地片,操作困难。膜过薄易产生曝光过度,耐蚀性好,电镀时的绝缘性差,去膜也困难。制造0.15μm以下的精细线条,膜后应小于20μm.

  湿膜在用前要调好粘度,并充分搅拌均匀,静止十五分钟,丝印房间的环境要保持洁净,以免外来杂物落在面上影响板子的合格率,温度要控制在20℃左右,相对湿度要在50%上下。

3.预烘

  预烘参数使用第一面在80-100℃烘7-10分钟,第二面也在80-100℃烘10-20分钟。预烘主要是蒸发油墨中的溶剂,预烘关系到湿膜应用的成败。预烘不足,在贮存、搬运

一 前言

  最早pcb生产过程的图形转移材料采用湿膜,随着湿膜的不断使用和pcb的技术要求提高,湿膜的缺点也显露出来了,主要聚中在生产周期长、涂膜厚度不均、涂膜后板面针眼和杂物太多、孔中显影困难。导致了湿膜的后续生产问题较多,过程控制起来困难,最终湿膜被干膜取代了。

  随着pcb装配技术发展,以及pcb的线条和线间距愈来愈小、精度和密度要求也提高了,传统干膜在这样的pcb图形转移过程中问题出现,主要体现在干膜的分辨率不能再提高(主要是干膜的聚酯覆盖膜造成的),已不能满足特殊pcb生产的需要,而基材的针眼、凹坑、划伤影响了贴膜的效果,从而造成成品的沙眼、缺口、断线等。先进的湿膜为这些问题的解决提供了一种途径。

二 问题的出现

  在图形转移(也含有内层的图形转移)过程中一直使用的是干膜,效果也不错,没出现什么问题。但在今年的四、五月,我们生产的线路板内外层线条和线间距均达到了0.15mm,在使用干膜图形转移时造成内层大批量的报废、外层在显影后多次出现沙眼、缺口、断线造成返工,内层在黑化后更严重;接着又出现了单面板焊盘严重脱落,报废也很多,这严重影响了生产。针对这些问题我和同事作了相应的试验查找原因,对清洗、刷板的效果进行了跟踪,最后贴膜前的板子都达到了最佳效果;我们又改变了贴膜的方法,对贴膜机的参数进行了优化,改变显影液的参数,针对单面板我们又对打磨效果进行了跟踪。最后,单面板的问题解决了,但要求较高的内外层的问题没有解决。根据市场的需要,为提高我公司的技术水平,为解决这个问题,我们采用了先进的湿膜来进行图形转移。

三 湿膜的特点

1. 附着力、覆盖性好

  湿膜本身是由感光性树脂合成,添加了感光剂、色料、填料及溶剂的一种蓝色粘稠状液体。基材上的凹坑、划伤部分与湿膜的接触良好,且湿膜主要是通过化学键的作用与基材来粘合的,从而湿膜与基材铜箔间有优良好的附着力,使用丝网印刷能得到很好的覆盖性,这为高密度的精细线条pcb的加工提供条件。通过表一可以说明湿膜的附着力:

  湿膜与基材的接触性、覆盖性好,又采用底片接触式曝光,缩短了光程,减少了光的能损失、光散射引起的误差。这使湿膜的分辨率的一般在25μm以下,提高了图形制作的精密度,而实际生产中干膜的分辨率很难达到50μm。

3.成本低廉

  湿膜的厚度可控,一般来说比干膜较薄,包装费用也低,相对来讲湿膜成本要低点。湿膜在精细线条的内层制作过程中合格率大大提高,同干膜相比节约20%的材料成本。显影湿的速度要快30%,蚀刻速度也可提高10—20%,褪膜的速度也可增加,从而节约了能源、提高设备的利用率,最终成本降低了。

4.消除板边发毛

  贴干膜板边易发毛、易产生膜碎,在生产过程中会影响板子的合格率,印湿膜的板子边缘没有膜碎和发毛现象。

四 湿膜的工艺流程

  根据自身条件,使用了多种湿膜,最后选用了北京力拓达的湿膜。其内层工艺操作流程如下:

  刷板(基板前处理)→丝网印刷→烘干→曝光→显影→蚀刻→去膜 

  一般的双面板工艺流程:

  刷板(基板前处理)→丝网印刷→烘干→曝光→显影→电镀→去膜→蚀刻 

五 湿膜应用时的操作要点

1.刷板

  对前工序提供的材料(即生产板)要求板面无严重的的氧化、油污、折皱。我们采用酸洗(5%硫酸)喷淋,除去有机杂质和无机污物,然后使用500目的尼龙刷辊磨刷。刷板后要达到:铜表面无氧化、铜表面被均匀粗化、铜表面具有严格的平整性,还要铜表面无水迹。这种效果增强了湿膜与铜箔表面的结合力,以满足后续工序工艺的要求。刷板后的铜箔表面状态直接影响pcb的成品率。

2.丝网印刷

  为达到需要厚度的湿膜,丝印前要选丝网,要注意丝网的厚度、目数(即单位长度上的线数)。膜厚同丝网的透墨量有关,油墨的理论透墨量(uth)为:

  uth=dw2 \(w+d)2 ×1000
  ( d ─ 网沙厚度 d ─ 线径 w ─ 开口宽)

  实际透墨量还与湿膜粘度、刮胶压力、刮胶移动速度有关,为达到均匀覆盖,刮刀口要轫磨好。印后板面膜厚度要控制在15-25μm之间,膜过厚容易产生曝光不足、显影不好,预烘难控制,易造成战地片,操作困难。膜过薄易产生曝光过度,耐蚀性好,电镀时的绝缘性差,去膜也困难。制造0.15μm以下的精细线条,膜后应小于20μm.

  湿膜在用前要调好粘度,并充分搅拌均匀,静止十五分钟,丝印房间的环境要保持洁净,以免外来杂物落在面上影响板子的合格率,温度要控制在20℃左右,相对湿度要在50%上下。

3.预烘

  预烘参数使用第一面在80-100℃烘7-10分钟,第二面也在80-100℃烘10-20分钟。预烘主要是蒸发油墨中的溶剂,预烘关系到湿膜应用的成败。预烘不足,在贮存、搬运

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