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液体光抗蚀剂(湿膜)

作者:  来源:smt100 

 

液体光致抗蚀剂(简称湿膜)
液体光致抗蚀剂(也称湿膜)是国外九十年代初发展的一种新型感光材料。
随着表面贴装技术(SMT)和芯片组装技术(CMT)的发展,对印制板导线精细程度的要求越来越高,仍使用传统的干膜进行图像转移存在两个问题。是干膜感光层上面的那层相对较厚(约为25μm)的聚酯膜降低了分辨率,使精细导线的制作受到限制。是覆铜箔板表面,诸如针孔、凹陷、划伤及玻璃纤维造成的凹凸不平等微小缺陷,使贴膜时干膜与铜箔无法紧密结合,形成界面性气泡,进而蚀刻时蚀刻液会从干膜底部渗入造成图像的断线、缺口,电镀时电镀溶液从干膜底部浸入造成渗镀。影响了产品的合格率。为解决上述问题,开发了液体光致抗蚀剂。
液体光致抗蚀剂主要由高感光性树脂、感光剂、色料、填料及少量溶剂组成。可用网印方式 涂覆,用稀碱水溶液显影,可抗酸性及弱碱性蚀刻液蚀刻,可抗酸性镀铜、氟硼酸镀锡铅、酸性 镀镍、微氰酸性镀金等溶液的电镀。

其应用工艺流程为:
基板前处理→涂覆→烘烤→曝光→显影→干燥→蚀刻或电镀→去膜

基板前处理
如干膜一节所述的基板前处理的方法均可适用于液体光致抗蚀剂,但侧重点与干膜有所 区别。基板前处理主要是解决表面清洁度和表面粗糙度的问题。
液体光致抗蚀剂的粘合主要是通过化学键合反应来完成的。通常液体抗蚀剂是一种以丙 烯酸盐为基本成分的聚合物,它可能是通过其可自由移动的未聚合的丙烯酸基团与铜结合,为 保证这种键合作用,铜表面必须新鲜、无氧化且呈未键合的自由状态,再通过适当粗化,增大表 面积,便可得到优良的粘附力。而干膜具有较高的粘度和较大程度的交联,可移动的供化学键 合利用的自由基团很少,主要是通过机械连接来完成其粘附过程。因此液体抗蚀剂侧重要求铜 箔表面的清洁度,而干膜抗蚀剂是侧重要求铜箔表面的微观粗糙度。

涂覆
根据不同的用途选用不同目数的网版进行涂覆,以得到不同厚度的抗蚀层。实践表明:用 于印制蚀刻工艺(如制作多层板内层图像)可选用200目丝网,网印后膜的厚度12土2Mm。用 于图形电镀工艺在选用150目一120目丝网,网印后膜的厚度为25土2μm,以使镀层厚度不超过膜层厚度,防止由于镀层突延压住图像边缘处的抗蚀层,去膜时又去不掉,造成图像边缘不整齐。
涂覆最好是在比印制板有效面积每边大出5—7mm的范围内进行,而不是整板涂覆,以 有利于曝光时底版定位的牢度,因为底版定位胶带若贴在膜层上,使用几次后粘性便大大降低 容易在曝光抽真空过程中产生底片偏移,特别是制作多层板内层图像时,这种偏移不易发现, 而是要当表面层做出图像并蚀刻后方能看出,但此时已无法补救,产品只能报废。
涂覆后的板子必须上架,而且板与板之间要有一定距离,以保证下步烘烤中干燥的均匀、 彻底。
涂覆方式除了采用网印外,大规模生产的还可以来用幕帘涂布、滚涂或喷涂等方式涂覆。

烘烤
烘烤的温度和时间,不同型号的液体光致抗蚀剂有不同的要求,可参照说明书和具体生产 实践来确定。 烘烤方式有烘道和烘箱两种。用烘箱时,烘箱一定要带有鼓风和恒温控制,以使各部位温 度比较均匀。烘烤时间应在烘箱达到设定温度时开始计算。 控制好烘烤温度和时间很重要。烘烤温度过高或时间过长,将难于显影和去除膜层,而烘 烤温度过低或时间过短,在曝光过程中底版会沾在抗蚀剂涂覆层上,揭下来时底版易受到损 伤。

曝光 液体光致抗蚀剂感光的有效波长为300—400nm,因此对干膜和液体光致阻焊剂进行曝 光的设备亦可适用于湿膜曝光,曝光量100—300mJ/平方里米。
因为烘烤后膜层的硬度还不足1H,因此曝光对位时需特别小心,以防划伤。虽对湿膜适用 的曝光量范围较宽,但为了增加膜层的抗蚀和抗电镀能力,以取高限曝光为宜。其感光速度与干膜相比要慢得多,所以要使用高功率曝光机。
当曝光过度时,正相导线图形易形成散光侧蚀,造成线宽减小,反之负相导线图形形成散 光扩大,线宽增加。当曝光不足时,膜层上出现针孔、砂眼等缺陷。

显影
使用1%无水碳酸钠溶液,温度20—25℃,喷淋压力l一2.5kg/平方里米。显出点控制在3/4— 2/3处。湿膜进入孔内,需延长显影时间。因为显影液温度和浓度高会破坏胶膜的表面硬度和 耐化学性,因此浓度和温度不宜过高。
从涂覆到显影间隔时间不宜超过48小时。应用于图形电镀工艺,显影后需检查孔内是否 显得彻底干净。

干燥
为使膜层有优良的抗蚀抗电镀能力,显影后最好干燥,干燥条件是100℃,1—2分钟。干燥后膜层硬度可达2H。

去除抗蚀剂
使用4—8%的氢氧化钠溶液,温度50—60℃,为提高去除速度,提高温度比提高浓度有效。
应用液体光致抗蚀剂不仅提高了制作精细导线印制板的合格率,而且降低了生产成本,无 需对原有设备进行更新和改造,操作工艺也易于掌握。但液体光致抗蚀剂固体份只有70%左右,其余大部为助剂、溶剂、引发剂等,这些溶剂的挥发在一定程度上对环保带来麻烦,对操作 者也是一种威胁。操作需在有通风的条件下进行。

 

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