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1、印制板制作中的技术与问题分析印制板制作中的技术与问题分析 1 11.印制板如何防止翘曲2.线路板细线生产的实际问题3.Neopact 直 接 电 镀 工 艺 的 应 用4.如何保证高厚径比，小孔径的导通性5.钻头翻磨6.热风整平工艺露铜现象分析及处理7.数控钻床铣工艺8.热风整平工艺技术参考9.干膜贴膜工艺10.印制电路板水平电镀技术11.垂直热风整平中一些常见小问题的解决方法建议12.干膜光致抗蚀剂的结构、感光胶层的主要成分及作用-印制板如何防止翘曲-一.为什么线路板要求十分平整在自动化插装线上，印制板若不平整，会引起定位不准，元器件无法插装到板子的孔和表面贴装焊盘上，甚至会撞坏自动插装机。
2、装上元器件的板子焊接后发生弯曲，元件脚很难剪平整齐。板子也无法装到机箱或机内的插座上，所以，装配厂碰到板翘同样是十分烦恼。目前，印制板已进入到表面安装和芯片安装的时代，装配厂对板翘的要求必定越来越严。二.翘曲度的标准和测试方法据美国 IPC6012（1996 版）,用于表面安装印制板的允许最大翘曲和扭曲为 0.75%，其它各种板子允许 1.5%。这比 IPCRB276（1992 版）提高了对表面安装印制板的要求。目前，各电子装配厂许可的翘曲度，不管双面或多层，1.6mm 厚度，通常是 0.700.75%,不少 SMT，BGA 的板子，要求是0.5%。部分电子工厂正在鼓动把翘曲度的标准提高到 0
3、.3%, 测试翘曲度的方法遵照 GB4677.5-84 或 IPCTM650.2.4.22B。把印制板放到经检定的平台上，把测试针插到翘曲度最大的地方，以测试针的直径，除以印制板曲边的长度，就可以计算出该印制板的翘曲度了。三.制造过程中防板翘曲1.工程设计：印制板设计时应注意事项：A.层间半固化片的排列应当对称，例如六层板，12 和 56 层间的厚度和半固化片的张数应当一致，否则层压后容易翘曲。 B.多层板芯板和半固化片应使用同一供应商的产品。C. 外层 A 面和 B 面的线路图形面积应尽量接近。若 A 面为大铜面，而 B 面仅走几根线，这种印制板在蚀刻后就很容易翘曲。如果两面的线路面积相差太
4、大，可在稀的一面加一些独立的网格，以作平衡。2.下料前烘板：覆铜板下料前烘板（150 摄氏度，时间 82 小时）目的是去除板内的水分，同时使板材内的树脂完全固化，进一步消除板材中剩余的 应力，这对防止板翘曲是有帮助的。目前，许多双面、多层板仍坚持下料前或后烘板这一步骤。但也有部分板材厂例外，目前各 PCB 厂烘板的时间规定也不一致，从 410 小时都有，建议根据生产的印制板的档次和客户对翘曲度的要求来决定。剪成拼板后烘还是整块大料烘后下料，二种方法都可行，建议剪料后烘板。内层板亦应烘板。3.半固化片的经纬向：半固化片层压后经向和纬向收缩率不一样，下料和迭层时必须分清经向和纬向。否则，层压后很容
5、易造成成品板翘曲，即使加压力烘板亦很难纠正。多层板翘曲的原因，很多就是层压时半固化片的经纬向没分清，乱迭放而造成的。如何区分经纬向？成卷的半固化片卷起的方向是经向，而宽度方向是纬向；对铜箔板来说长边时纬向，短边是经向，如不能确定可向生产商或供应商查询。4. 层压后除应力 ：多层板在完成热压冷压后取出，剪或铣掉毛边，然后平放在烘箱内150 摄氏度烘 4 小时，以使板内的应力逐渐释放并使树脂完全固化，这一步骤不可省略。5.薄板电镀时需要拉直：0.40.6mm 超薄多层板作板面电镀和图形电镀时应制作特殊的夹辊，在自动电镀线上的飞巴上夹上薄板后，用一条圆棍把整条飞巴上的夹辊串起来，从而拉直辊上所有的板
6、子，这样电镀后的板子就不会变形。若无此措施，经电镀二三十微米的铜层后，薄板会弯曲，而且难以补救。6.热风整平后板子的冷却：印制板热风整平时经焊锡槽（约 250 摄氏度）的高温冲击，取出后应放到平整的大理石或钢板上自然冷却，在送至后处理机作清洗。这样对板子防翘曲很有好处。有的工厂为增强铅锡表面的亮度，板子热风整平后马上投入冷水中，几秒钟后取出在进行后处理，这种一热一冷的冲击，对某些型号的板子很可能产生翘曲，分层或起泡。另外设备上可加装气浮床来进行冷却。7.翘曲板子的处理：管理有序的工厂，印制板在最终检验时会作 100的平整度检查。凡不合格的板子都将挑出来，放到烘箱内，在 150 摄氏度及重压下烘
7、 36 小时，并在重压下自然冷却。然后卸压把板子取出，在作平整度检查，这样可挽救部分板子，有的板子需作二到三次的烘压才能整平。上海华堡 DAILI 的气压式板翘反直机经上海贝尔的使用在补救线路板翘曲方面有十分好的效果。若以上涉及的防翘曲的工艺 措施不落实，部分板子烘压也没用，只能报废。-线路板细线生产的实际问题-随着电子工业的发展，电子元器件的集成度越来越高，而体积越来越小，并且普遍采用 BGA 类型的封装。因此，PCB 的线路将越来越小，层数越来越多。减少线宽和线距是尽量利用有限的面积，增加层数是利用空间。将来的线路板的线路主流时 23mil，或更小。通常认为，生产线路板每增加或上升一个档次
8、，就必须投资一次，而且投资的资金较大。换句话说，高档的线路板是由高档的设备生产出来的。然而，大规模的投资并非每个企业都负担得起，而且投资以后再做试验收集工艺资料，试产都花费大量的时间和资金。如根据本企业现有的情况先做试验和试产，然后根据实际情况及市场情况再决定是否投资，似乎是一种更好的方法。本文细述了在通常的设备情况下，可生产细线宽度的极限，及细线路生产的条件与方法。一般的生产流程可分为盖孔酸蚀法和图形电镀法，两者各有优缺点。酸蚀法得到的线路很均匀，有利于阻抗控制，环境污染少，但有个孔破则造成报废；碱蚀生产控制较为容易，但线路不均匀，环境污染也大。首先，线路制作的首要是干膜，不同的干膜分辨率不
9、同但一般都可以在曝光后显示出 2mil/2mil 的线宽线距，普通的曝光机的分辨率都可以达到 2mil，一般在此范围内的线宽线距都不会产生问题。在4mil/4mil 的线宽线距或以上显影机的喷嘴，压力，药水浓度关系不是很大，在 3mil/3mil 线宽线距以下，喷嘴是影响分辨率的关键，一般应用扇形喷嘴，压力在 3BAR 左右才能显影。虽然曝光能量对线路有十分大的影响，但一般目前市面上使用的大部分干膜曝光范围相当广。在 1218 级（25 级曝光尺或 79 级（21 级曝光尺）都能分辨，一般来说曝光能量低一点有利于分辨率但能量太低时空气中的灰尘及各种杂物对其影响很大，在后面的工序会造成开路（酸蚀
10、）或短路（碱蚀） 。因此，实际生产时要与暗房的洁净度相结合，这样根据实际情况选择可生产的线路板线路最小线宽和线距。显影条件对分辨率的影响当线路越小时影响越明显。当线路在4.0mil/4.0mil 以上时显影条件（速度，药水浓度，压力等）影响不明显；线路为 2.0mil/2.0/mil 时，喷嘴的形状，压力对于能否正常显影出线路起到关键的作用，这时的显影速度可能明显下降，同时药水的浓度对线路外观有影响，其可能的原因是扇形喷嘴的压力大，在线路间距很小的情况下，冲力仍可达到干膜底部，因此可以显影；锥形喷嘴压力较小，故显影细线路有困难。另放板的方向对分辨率及干膜侧壁有明显的影响。不同的曝光机分辨率不同
11、。目前使用的曝光机一种是风冷，面光源，另一种是水冷，点光源。其标称分辨率都是 4mil。但实验表明，不必做特别的调整或操作，都可以做到 3.0mil/3.0mil；甚至可以做到 0.2mil/0.2/mil；能量降低时 1.5mil/1.5mil 也可以分辨，不过这时操作要仔细，且灰尘和杂物的影响很大。此外，实验中 Mylar面和玻璃面的分辨率没有明显的区别。对于碱蚀而言，电镀之后总是存在蘑菇效应，一般只是明显与不明显的区分。如线路较大大于 4.0mil/4.0mil，蘑菇效应较小。而当线路为 2.0mil/2.0mil 时影响就非常大，干膜由于电镀时铅锡溢出形成蘑菇状，干膜被夹在里面导致退膜
12、十分困难。解决的方法有；1.用脉冲电镀使镀层均匀；2.使用较厚的一种干膜，一般的干膜为 3538 微米较厚的干膜为 5055 微米，成本较高一些，此种干膜在酸蚀中使用效果较好；3.用低电流电镀。但这些方法不彻底。实际上很难有十分完全的方法。因为蘑菇效应，细线路的退膜十分麻烦。由于氢氧化钠对铅锡的腐蚀在 2.0mil/2.0mil 时会十分明显所以可以电镀时加厚铅锡及降低氢氧化钠的浓度来解决。在碱蚀时不同的线宽速度不同，线路形状不同速度也不同，如果线路板在制作的线的厚度方面没有特殊的要求，采用 0.25oz 的铜箔厚度的线路板制作或将 0.5oz 的基铜蚀去一部分，电镀铜薄一些，铅锡加厚等都对用
13、碱蚀做细线路有作用，另喷嘴需用扇形。锥形喷嘴一般只能做到 4.0mil/4.0mil。在酸蚀时与碱蚀相同的是不同的线宽和线路形状速度不同，但一般用酸蚀时干膜容易在传送和前面的工序中将掩孔的膜和表面的膜弄破或划伤，所以生产时需小心，用酸蚀其线路效果较碱蚀要好，不存在蘑菇效应侧蚀较碱蚀少，另用扇形喷嘴效果明显好于锥形喷嘴。酸蚀后线的阻抗变化小一些。在生产过程中，贴膜的速度温度，板面的清洁度，重氮片的清洁度对合格率影响较大，对酸蚀贴膜的参数及板面的平整尤为重要；对碱蚀，曝光的清洁度很重要。所以认为：普通的设备不做特别调整，可以实现生产3.0mil/3.0mil（指菲林线宽、间距）的板；但合格率受环境
14、和人员操作的熟练程度和操作水平的影响，碱蚀适合生产 3.0mil/3.0mil以下的线路板，除非基铜小到一定的程度，扇形喷嘴效果明显好于锥形喷嘴。-Neopact 直 接 电 镀 工 艺 的 应 用-摘要：本文叙述了 Neopact 直接电镀工艺的应用，包括工艺过程及控制，各参数对溶液性能的影响，品质检验，废水处理等。该工艺稳定可*，控制容易而且环境污染小，废水处理简单，可以取代传统化学沉铜工艺，投入规模生产。 前言自从 1963 年 IBM 公司 Mr.Rodovsky 提出直接电镀的基本的理论以来，这项全新的技术引起了人们的高度重视，并在印制板行业得到了飞速的发展和应用。众所周知，传统的印
15、制板化学沉铜工艺具有其自身无法克服的缺点：（1）含有甲醛这一致癌物质，严重影响操作者的身体健康，污染环境；（2）含有大量的络合剂，致使废水处理困难；（3）自身氧化还原体系，容易自发分解，难以控制等。直接电镀工艺则具有化学沉铜不可比拟的优越性：不含甲醛，EDTA 等络合物，污染小，容易控制，成品率高，废水处理简单，所以直接电镀也称为“环保电镀“。 直接电镀经过近四十年的发展，如今已形成了成熟的工艺技术，其化学品也相继商品化，如 Atotech 公司的 Neopact,LeaRonal 公司的Comductron,Blasberg 公司的 DMS-E,Shipley 公司的Crimson,Elec
16、tro Chemical 公司的 Shadow 等，四川超声印制板公司采用了 Neopact 直接电镀工艺。 工艺过程及控制 1.工艺流程 该公司采用的是垂直式 Neopact 直接电镀工艺，其流程如下：调整调整二级 DI 水洗微蚀二级水洗预浸吸附二级 DI 水洗后浸二级 DI 水洗浸H2SO4 酸板镀铜二级水洗烘干 2.直接电镀工序的作用 调整：主要是清洁表面，去除油污，并兼有使基材极化的作用。调整：主要是调整孔壁，使带负电荷的绝缘表面转变为带正电荷，提高孔壁对带负电荷的胶体钯活化剂的吸附能力。微蚀：彻底清除印制板表面的氧化层，并产生一定的均匀细致的微观粗糙度，从而提高铜面的附着力。预浸：保护活化液，防止杂质，氧化物带入活化液，延长活化液的使用寿命。被吸附在带正电荷的孔
