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    PCB板細線生產的實際問題

    來源:   發布時間:2015-09-15 10:40:49   查看次數:
            隨著電子工業的發展,電子元器件的集成度越來越高,而體積越來越小,并且普遍采用BGA類型的封裝。因此,PCB的線路將越來越小,層數越來越多。減少線寬和線距是盡量利用有限的面積,增加層數是利用空間。將來的線路板的線路主流時2-3mil,或更小。

      通常認為,生產線路板每增加或上升一個檔次,就必須投資一次,而且投資的資金較大。換句話說,高檔的線路板是由高檔的設備生產出來的。然而,大規模的投資并非每個企業都負擔得起,而且投資以后再做試驗收集工藝資料,試產都花費大量的時間和資金。如根據本企業現有的情況先做試驗和試產,然后根據實際情況及市場情況再決定是否投資,似乎是一種更好的方法。本文細述了在通常的設備情況下,可生產細線寬度的極限,及細線路生產的條件與方法。

      一般的生產流程可分為蓋孔酸蝕法和圖形電鍍法,兩者各有優缺點。酸蝕法得到的線路很均勻,有利于阻抗控制,環境污染少,但有個孔破則造成報廢;堿蝕生產控制較為容易,但線路不均勻,環境污染也大。

      首先,線路制作的首要是干膜,不同的干膜分辨率不同但一般都可以在曝光后顯示出2mil/2mil的線寬線距,普通的曝光機的分辨率都可以達到2mil,一般在此范圍內的線寬線距都不會產生問題。在4mil/4mil的線寬線距或以上顯影機的噴嘴,壓力,藥水濃度關系不是很大,在3mil/3mil線寬線距以下,噴嘴是影響分辨率的關鍵,一般應用扇形噴嘴,壓力在3BAR左右才能顯影。

      雖然曝光能量對線路有十分大的影響,但一般目前市面上使用的大部分干膜曝光范圍相當廣。在12-18 級(25級曝光尺〕或7-9 級(21級曝光尺)都能分辨,一般來說曝光能量低一點有利于分辨率但能量太低時空氣中的灰塵及各種雜物對其影響很大,在后面的工序會造成開路(酸蝕)或短路(堿蝕)。因此,實際生產時要與暗房的潔凈度相結合,這樣根據實際情況選擇可生產的線路板線路最小線寬和線距。

      顯影條件對分辨率的影響當線路越小時影響越明顯。當線路在4.0mil/4.0mil以上時顯影條件(速度,藥水濃度,壓力等)影響不明顯;線路為2.0mil/2.0/mil 時,噴嘴的形狀,壓力對于能否正常顯影出線路起到關鍵的作用,這時的顯影速度可能明顯下降,同時藥水的濃度對線路外觀有影響,其可能的原因是扇形噴嘴的壓力大,在線路間距很小的情況下,沖力仍可達到干膜底部,因此可以顯影;錐形噴嘴壓力較小,故顯影細線路有困難。另放板的方向對分辨率及干膜側壁有明顯的影響。

      不同的曝光機分辨率不同。目前使用的曝光機一種是風冷,面光源,另一種是水冷,點光源。其標稱分辨率都是4mil。但實驗表明,不必做特別的調整或操作,都可以做到3.0mil/3.0mil;甚至可以做到0.2mil/0.2/mil;能量降低時1.5mil/1.5mil也可以分辨,不過這時操作要仔細,且灰塵和雜物的影響很大。此外,實驗中Mylar面和玻璃面的分辨率沒有明顯的區別。

      對于堿蝕而言,電鍍之后總是存在蘑菇效應,一般只是明顯與不明顯的區分。如線路較大大于4.0mil/4.0mil,蘑菇效應較小。

      而當線路為2.0mil/2.0mil時影響就非常大,干膜由于電鍍時鉛錫溢出形成蘑菇狀,干膜被夾在里面導致退な擲選=餼齙姆椒ㄓ校?.用脈沖電鍍使鍍層均勻;2.使用較厚的一種干膜,一般的干膜為35-38 微米較厚的干膜為50-55微米,成本較高一些,此種干膜在酸蝕中使用效果較好;3.用低電流電鍍。但這些方法不徹底。實際上很難有十分完全的方法。

      因為蘑菇效應,細線路的退膜十分麻煩。由于氫氧化鈉對鉛錫的腐蝕在2.0mil/2.0mil時會十分明顯所以可以電鍍時加厚鉛錫及降低氫氧化鈉的濃度來解決。

      在堿蝕時不同的線寬速度不同,線路形狀不同速度也不同,如果線路板在制作的線的厚度方面沒有特殊的要求,采用0.25oz的銅箔厚度的線路板制作或將0.5oz的基銅蝕去一部分,電鍍銅薄一些,鉛錫加厚等都對用堿蝕做細線路有作用,另噴嘴需用扇形。錐形噴嘴一般只能做到4.0mil/4.0mil。

      在酸蝕時與堿蝕相同的是不同的線寬和線路形狀速度不同,但一般用酸蝕時干膜容易在傳送和前面的工序中將掩孔的膜和表面的膜弄破或劃傷,所以生產時需小心,用酸蝕其線路效果較堿蝕要好,不存在蘑菇效應側蝕較堿蝕少,另用扇形噴嘴效果明顯好于錐形噴嘴。酸蝕后線的阻抗變化小一些。

      在生產過程中,貼膜的速度溫度,板面的清潔度,重氮片的清潔度對合格率影響較大,對酸蝕貼膜的參數及板面的平整尤為重要;對堿蝕,曝光的清潔度很重要。

      所以認為:普通的設備不做特別調整,可以實現生產3.0mil/3.0mil(指菲林線寬、間距)的板;但合格率受環境和人員操作的熟練程度和操作水平的影響,堿蝕適合生產3.0mil/3.0mil以下的線路板,除非基銅小到一定的程度,扇形噴嘴效果明顯好于錐形噴嘴。

     

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