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PCB技术 >> 液态感光抗蚀剂在图转生产中的最佳厚度(二)

液态感光抗蚀剂在图转生产中的最佳厚度(二)

文章来源:PCBcity     发布时间:2009/10/12 10:38:40     发布时间:2009/10/12 10:38:40  【关闭】
2.3.3 预烘:

  感光胶的预烘对图像的成像质量有很大影响。在相同的曝光条件下,预烘温度和时间不同,显影结果完全不同。感光胶的预烘条件除与感光胶性能有关外,还与涂覆方式,胶膜厚度,烘箱温度均匀性,板子在烘箱中叠放的数量等因素有关,这就是液态光致抗蚀剂在使用中一个不容易掌握之处。

  2.3.4 曝光:

  液体光致抗蚀剂与干膜一样都采用紫外曝光。感光胶厚度决定了曝光量,胶膜厚则曝光量大,胶膜薄则曝光量小。若曝光不足,则显影不良,耐蚀性差;若曝光量过高,对正性图像容易使线路变窄,对负性图像容易使线路变宽产生余胶等问题。液体光致抗蚀剂仍可采用光楔表来控制曝光参数。

  2.3.5 显影:

  重铬酸盐体系的光致抗蚀剂,通常采用50%温水即可显影。新型液体光致抗蚀剂,通常采用1%的碳酸钠水溶液作显影液。

  2.3.6 去膜:

  液体光致抗蚀剂的去膜一般采用4%-5%的氢氧化钠溶液。

  2.4 液态光致剂在实际生产中厚度控制的最佳范围:

  目前滚涂工艺的涂覆方式在生产中应用很广泛,此种方式的涂覆厚度一般控制在5-15um之间。越薄的涂覆厚度在应用中有一下几点优势:

  ① 解像能力:

  薄的抗蚀剂具有高的解像能力,在标准的显影设备上2mil线宽和间距的导线很容易就能得到,1mil线宽和间距的导线抗蚀层也能容易的得到。它能很容易的将显出点控制在显影段的中点位置,这样可以在显影机的后半段进行线条侧面的整理,而不会损坏线路的结构。同时薄的抗蚀层,直接和照相掩膜接触再将掩膜图形转移到抗蚀层的过程中两者紧密接触,这样可以达到更高的分辨率。

  ② 蚀刻特性:

  由于液态光致抗蚀剂产生的抗蚀层比较薄,蚀刻液很快通过线条之间的通道,这样可以产生更快的蚀刻速度(与厚度为1mil的干膜相比大约提高10%-15%)和更陡直的导线侧面,也就是说,采用相同的蚀刻设备可以生产更高的线条精度。

  ③ 经济优势:

  薄的抗蚀层将消耗更少的化学显影液。同时薄的抗蚀层也节约了抗蚀剂的使用。

  2.4.1 我厂目前的生产流程:

  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。我们采用脱脂-微蚀(硫酸+过硫酸钠)-酸洗(5%硫酸)喷淋-烘干,除去有机杂质和无机污物。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 涂覆:

  我厂目前使用群翊工业股份有限公司的设备型号GRC-7N 自动垂直涂布机,在参数控制上我们将涂布速度控制在8m/min,涂布压力控制在1.22kg/cm2,生产过程中对环境空气洁净度控制在1000 级以内。温度要控制在23℃左右,相对湿度要在50%上下。

  ③ 烘干:

  烘烤段共五个烘箱,温度分别为100℃-110℃-110℃-110℃-90℃,时间共8 分钟,烘烤主要是蒸发油墨中的溶剂,预烘关系到湿膜应用的成败。烘烤不足,在贮存、搬运过程中易粘板,曝光时易粘底片,最终造成断线或短路;烘烤过度,易显影不净,线条边缘由锯齿状。预烘直接影响到PCB的质量,所以在平时经常测试湿膜厚度,并根据环境温度的变化调节烘箱的参数,经常检查烘箱的鼓风和循环系统是否良好。烘干后的板子要尽快曝光,最好不要超过12 小时。湿膜干燥后使用膜厚测量仪测量厚度,经过统计数据厚度值一般在8.0-9.5 之间,8.8 为数据的集中点,

  2.4.2 问题的描述:

  在此工艺条件下,蚀刻后的板子在AOI 检查时,因线路断路、缺口导致报废的报废比率在5%左右,生产中还发现不同批次产品报废数量占总数不同,遇到此问题时我们经常把原因归咎于当时的环境洁净度,但我猜测湿膜膜厚也应影响产品的质量,因我厂有时使用干膜图转,产品蚀刻后缺口、针孔等缺陷极低,而干膜与湿膜在曝光前,区别是膜厚不同。所以我在生产中做了如下尝试:在条件(环境洁净度、温度、湿度、除涂覆工序之外的其他工艺参数)不变的情况下,适当的减小刮刀压力,在滚涂工艺中,调节刮刀压力可以改变膜厚度,此前生产中膜厚的约在8-9um 之间,刮刀压力为1.22,所以尝试将刮刀压力调整为1.05,做出的膜厚经测量约在10-11um 之间。当月的产品按照此参数加工,统计一个月的产品质量数据,通过对比断路的缺陷比率由原来的5%下降到1.2%,砂眼缺陷比率由原来的2.0%左右下降到0.8%,说明湿膜的厚度也是影响图转工艺的重要因素,我建议使用液体光致抗蚀剂工艺图转生产中,将膜厚控制在10-15um 范围内,这样在保证产品质量的同时又可以节约成本。

  2.5 结论分析:

  湿膜的厚度可控,一般控制中比干膜较薄,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。显影比干膜的速度要快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,但膜厚不能过低,在空气洁净度1000 级条件下,膜厚的控制范围最好是在11-15um之间,这样即节约成本又可保证产品质量。

  3. 参考文献  

  【1】周敏等,最新印制电路设计制作工艺与故障诊断、排除技术实用手册,吉林音像出版社,2004

 

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