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PCB制程中的曝光与显影

  曝光时间的控制 曝光时间是影响干膜图像非常重要的因素。曝光不足,抗蚀膜聚合不够,显影时胶膜溶胀、变软,线条不清晰,色泽暗淡,甚至脱胶;曝光过度,将产生显影困难,胶膜发脆,余胶等问题。
  3.曝光
  (1)影响曝光质量的因素
  ①光源的选择要求是干膜光谱吸取主峰与光源发射主峰重叠或大部分重叠。各种光源中,镝灯、高压汞灯和碘镓灯是较好的,氙灯不适合。
  ②曝光时间的控制  曝光时间是影响干膜图像非常重要的因素。曝光不足,抗蚀膜聚合不够,显影时胶膜溶胀、变软,线条不清晰,色泽暗淡,甚至脱胶;曝光过度,将产生显影困难,胶膜发脆,余胶等问题。
  确定最佳曝光时间的方法是使用云斯顿17级光密度表或斯托夫21级密度表,而且需凭经验进行观察。
  严格来讲,以时间来计量曝光是不准确的,因为光源强度是随电压改变而波动,随灯的老化而下降的。光能量计算公
  式为    E=IT
  式中 E-曝光总能量,mJ/cm平方;
  J-光的强度,mW/cm平方;
  T-曝光时间,s。
  从上式可以看出,曝光总能量E随光强度J和曝光时间T而变化。当曝光时间丁一定,光强度改变,曝光总能量也随之改变。所以尽管严格控制了曝光时间,但实际上干膜在每次曝光时所获得的曝光总能量并不一定相同,因而聚合程度也就不同。为使每次曝光能量相同,必须使用光能量积分仪来计量曝光。
  ③照相底版的质量  主要表现在光密度和尺寸稳定性两方面。
  当照相底片上的最大光密度小于2.8时,紫外光可透过底片上的不透明区,使不透明区下面的干膜局部发生聚合;当底片上的最小光密底大于O.2时,紫外光难于穿过底片透明区,延长了曝光时间。为此建议底片上最大光密度大于4,最小光密度小于O.2。
  底片尺寸的稳定性随环境的温度和贮存时间而变化。所以,底片的生产、贮存和使用最好采用恒温的环境,采用厚底片也能提高照相底片的尺寸稳定性。
  除此以外,曝光机的真空系统和真空曝光框架材料的选择,也影响曝光成像的质量。
  (2)曝光定位
  ①目视定位  适用于重氮照相底法。重氮底片呈棕色或橘红色的半透明状态,但不透紫外光,透过重氮图像使底片的焊盘与印制板的孔重合对准,然后贴上胶带贴牢,即可进行曝光。
  ②脱销定位系统定位  包括照相底片冲孔器和双圆孔脱销定位器。
  定位方法是:首先将正、反两张底片药膜面相对在显微镜下对准,将对准的两张底片用冲孔器冲两个定位孔,取一张冲好定位孔的底片去编钻孔程序,便能得到同时钻出元件孔和定位孔的数据带或数据盘,一次性钻出元件孔及定位孔,在孔金属化后预镀铜,便可用双圆孔脱销定位器定位曝光。
  ③固定销钉定位  固定销钉分为固定照相底片和固定印制板两套系统,通过调整两销钉的位置,实现底片与印制板的重合对准。
  曝光后,聚合反应还要持续一段时间,为保证工艺的稳定性,曝光后不要马上揭去聚酯膜,以使聚合反应持续进行。待显影前再揭去聚膜。
  4.显影
  曝光后的干膜有些需要放置10~15min后才能显影,这必须根据实际情况,根据干膜的要求实行。
  利用稀碱溶液与光致抗蚀剂中未曝光部分的活性基团(羧基)反应,生成可溶性的物质溶于水,而曝光部分的干膜不发生溶解。
  常用1%~2%的碳酸钠水溶液作显影液,液温30~40℃,显喷淋去膜生产效率高,但应经常检查喷嘴是否堵塞,在膜液中必须添加消泡剂。

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