||
PCB小二/轉(zhuǎn)
印制電路板,又稱印刷電路板,是電子元器件電氣連接的提供者。它的發(fā)展已有100多年的歷史了;它的設(shè)計主要是版圖設(shè)計;采用電路板的主要優(yōu)點是大大減少布線和裝配的差錯,提高了自動化水平和生產(chǎn)勞動率。
曝光
曝光即在紫外光照射下,光引發(fā)劑吸收了光能分解成游離基,游離基再引發(fā)光聚合單體 進(jìn)行聚合交聯(lián)反應(yīng),反應(yīng)后形成不溶于稀堿溶液的體型大分子結(jié)構(gòu)。曝光一般在自動雙面曝光 機內(nèi)進(jìn)行,現(xiàn)在曝光機根據(jù)光源的冷卻方式不同,可分風(fēng)冷和水冷式兩種
◎影響曝光成像質(zhì)量的因素 影響曝光成像質(zhì)量的因素除干膜光致抗蝕劑的性能外,光源的選擇、曝光時間(曝光量) 的控制、照相底版的質(zhì)量等都是影響曝光成像質(zhì)量的重要因素。
1)光源的選擇
任何一種干膜都有其自身特有的光譜吸收曲線,而任何一種光源也都有其自身的發(fā)射光 譜曲線。如果某種干膜的光譜吸收主峰能與某種光源的光譜發(fā)射主峰相重疊或大部分重疊,則 兩者匹配良好,曝光效果最佳。
國產(chǎn)干膜的光譜吸收曲線表明,光譜吸收區(qū)為310—440nm(毫微米)。從幾種光源的光譜 能量分布可看出,鎬燈、高壓汞燈、碘鎵燈在310—440nm波長范圍均有較大的相對輻射強度, 是干膜曝光較理想的光源。氙燈不適應(yīng)于干膜的曝光。
光源種類選定后,還應(yīng)考慮選用功率大的光源。因為光強度大,分辨率高,而且曝光時間 短,照相底版受熱變形的程度也小。
此外燈具設(shè)計也很重要,要盡量做到使入射光均勻性好,平行度高,以避免或減少曝光后
2)曝光時間(曝光量)的控制
在曝光過程中,干膜的光聚合反應(yīng)并非“一引而發(fā)”或“一曝即成”,而是大體經(jīng)過三個階段。
干膜中由于存在氧或其它有害雜質(zhì)的阻礙,因而需要經(jīng)過一個誘導(dǎo)的過程,在該過程內(nèi)引 發(fā)劑分解產(chǎn)生的游離基被氧和雜質(zhì)所消耗,單體的聚合甚微。但當(dāng)誘導(dǎo)期一過,單體的光聚合 反應(yīng)很快進(jìn)行,膠膜的粘度迅速增加,接近于突變的程度,這就是光敏單體急驟消耗的階段,這 個階段在曝光過程中所占的時間比例是很小的。當(dāng)光敏單體大部分消耗完時,就進(jìn)入了單體耗 盡區(qū),此時光聚合反應(yīng)已經(jīng)完成。
正確控制曝光時間是得到優(yōu)良的干膜抗蝕圖像非常重要的因素。當(dāng)曝光不足時,由于單體 聚合的不徹底,在顯影過程中,膠膜溶漲變軟,線條不清晰,色澤暗淡,甚至脫膠,在電鍍前處理 或電鍍過程中,膜起翹、滲鍍、甚至脫落。當(dāng)曝光過頭時,會造成難于顯影,膠膜發(fā)脆、留下殘膠 等弊病。更為嚴(yán)重的是不正確的曝光將產(chǎn)生圖像線寬的偏差,過量的曝光會使圖形電鍍的線條 變細(xì),使印制蝕刻的線條變粗,反之,曝光不足使圖形電鍍的線條變粗,使印制蝕刻的線條變細(xì)。
如何正確確定曝光時間呢?
由于應(yīng)用于膜的各廠家所用的曝光機不同,即光源,燈的功率及燈距不同,因此干膜生產(chǎn) 廠家很難推薦一個固定的曝光時間。國外生產(chǎn)干膜的公司都有自己專用的或推薦使用的某種 光密度尺,干膜出廠時都標(biāo)出推薦的成像級數(shù)、我國干膜生產(chǎn)廠家沒有自己專用的光密度尺, 通常推薦使用瑞斯頓幟iston)17級或斯圖費(stouffer)21級光密度尺。
瑞斯頓17級光密度尺第一級的光密度為0.5,以后每級以光密度差A(yù)D為0.05遞增,到 第17級光密度為1.30。 斯圖費2l級光密度尺第一級的光密度為0.05,以后每級以光密度差△D為0.15遞增, 到第2l級光密度為3.05。 在用光密度尺進(jìn)行曝光時,光密度小的(即較透明的)等級,干膜接受的紫外光能量多,聚 合的較完全,而光密度大的(即透明程度差的)等級,干膜接受的紫外光能量少,不發(fā)生聚合或 聚合的不完全,在顯影時被顯掉或只留下一部分。這樣選用不同的時間進(jìn)行曝光便可得到不同 的成像級數(shù)。現(xiàn)將瑞斯頓17級光密度尺的使用方法簡介如下:a.進(jìn)行曝光時藥膜向下;b.在覆銅箔板 上貼膜后放15分鐘再曝光;c.曝光后放置30分鐘顯影。 任選一曝光時間作為參考曝光時間,用Tn表示,顯影后留下的最大級數(shù)叫參考級數(shù),將 推薦的使用級數(shù)與參考級數(shù)相比較,并按下面系數(shù)表進(jìn)行計算。
級數(shù)差 | 系數(shù)K | 級數(shù)差 | 系數(shù)K |
1 | 1.122 | 6 | 2.000 |
2 | 1.259 | 7 | 2.239 |
3 | 1.413 | 8 | 2.512 |
4 | 1.585 | 9 | 2.818 |
5 | 1.778 | 10 | 3.162 |
當(dāng)使用級數(shù)與參考級數(shù)相比較需增加時,使用級數(shù)的曝光時間T=KTR。當(dāng)使用級數(shù)與 參考級數(shù)相比較需降低時,使用級數(shù)的曝光時間T=TR/K。這樣只進(jìn)行一次試驗便可確定最佳 曝光時間。 在無光密度尺的情況下也可憑經(jīng)驗進(jìn)行觀察,用逐漸增加曝光時間的方法,根據(jù)顯影后干 膜的光亮程度、圖像是否清晰、圖像線寬是否與原底片相符等來確定適當(dāng)?shù)钠毓鈺r間。
嚴(yán)格的講,以時間來計量曝光是不科學(xué)的,因為光源的強度往往隨著外界電壓的波動及燈 的老化而改變。光能量定義的公式E=IT,式中E表示總曝光量,單位為毫焦耳/平方厘米;I表示 光的強度,單位為毫瓦/平方厘米;T為曝光時間,單位為秒。從上式可以看出,總曝光量E隨光強I 和曝光時間T而變化。當(dāng)曝光時間T恒定時,光強I改變,總曝光量也隨之改變,所以盡管嚴(yán) 格控制了曝光時間,但實際上干膜在每次曝光時所接受的總曝光量并不一定相同,因而聚合 程度也就不同。 .為使每次曝光能量相同,使用光能量積分儀來計量曝光。其原理是當(dāng)光強I發(fā)生變化時, 能自動調(diào)整曝光時間T,以保持總曝光量E不變。
3)照相底版的質(zhì)量
照相底版的質(zhì)量主要表現(xiàn)在光密度和尺寸穩(wěn)定性兩方面。
關(guān)于光密度,要求最大光密度Dmax大于4,最小光密度Dmin小于0.2。最大光密度是指底版 左紫外光中,其表面擋光膜的擋光下限,也就是說,底版不透明區(qū)的擋光密度Dmax超過4時,才 能達(dá)到良好的擋光目的。最小光密度是指底版在紫外光中,其擋光膜以外透明片基所呈現(xiàn)的擋 光上限,也就是說,當(dāng)?shù)装嫱该鲄^(qū)之光密度Dmin小于0.2時,才能達(dá)到良好的透光目的。 照相底版的尺寸穩(wěn)定性(指隨溫度、濕度和儲存時間的變化)將直接影響印制板的尺寸精 度和圖像重合度,照相底版尺寸嚴(yán)重脹大或縮小都會使照相底版圖像與印制板的鉆孔發(fā)生偏 離。原國產(chǎn)SO 硬性軟片受溫度和濕度的影響,尺寸變化較大,其溫度系數(shù)和濕度系數(shù)大約在 (50—60)×10-6/℃及(50—60)×10-6/%,對于一張長度約400mm的S0底版,冬季和夏季 的尺寸變化可達(dá)0.5—1mm,在印制板上成像時可能偏半個孔到一個孔的距離。因此照相底 版的生產(chǎn)、使用和儲存最好均在恒溫恒濕的環(huán)境中。
采用厚聚酯片基的銀鹽片(例如0.18mm)和重氮片,可提高照相底版的尺寸穩(wěn)定性。 除上述三個主要因素外,曝光機的真空系統(tǒng)及真空框架材料的選擇等也會影響曝光成像的質(zhì)量。
◎曝光定位
1)目視定位 目視定位通常適用于使用重氮底版,重氮底版呈棕色或桔紅色的半透明狀態(tài);但不透紫外 光,透過重氮圖像使底版的焊盤與印制板的孔重合對準(zhǔn),用膠帶固定即可進(jìn)行曝光。
2)脫銷定位系統(tǒng)定位 脫銷定位系統(tǒng)包括照相軟片沖孔器和雙圓孔脫銷定位器。 定位方法是:首先將正面、反面兩張底版藥膜相對在顯微鏡下對準(zhǔn);將對準(zhǔn)的兩張底版用 軟片沖孔器于底版有效圖像外任沖兩個定位孔,把沖好定位孔的底版任取一張去編鉆孔程序, 便能得到同時鉆出元件孔及定位孔的數(shù)據(jù)帶,一次性鉆出元件孔及定位孔,印制板金屬化孔及 預(yù)鍍銅后,便可用雙圓孔脫銷定位器定位曝光。
3)固定銷釘定位
此固定銷釘分兩套系統(tǒng),一套固定照相底版,另一套固定印制板,通過調(diào)整兩銷釘?shù)奈恢茫瑢崿F(xiàn)照相底版與印制板的重合對準(zhǔn)。曝光后,聚合反應(yīng)還要持續(xù)一段時間,為保證工藝的穩(wěn)定性,曝光后不要立即揭去聚酯膜,以使聚合反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。待顯影前再揭去聚酯膜。
原文來源于 捷多邦PCB。