PCB印制电路板制造的干膜技术工艺解析

印制电路制造者都希望选用性能良好的干膜，以保证印制板质量，稳定生产，提高效益。近年来随着电子工业的迅速发展，印制板的精度密度不断提高，为满足印制板生产的需要，不断有推出新的干膜产品，性能和质量有了很大的改进和提高。

干膜贴膜时，先从干膜上剥下聚乙烯保护膜，然后在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在覆铜箔板上。干膜中的抗蚀剂层受热后变软，流动性增加，借助于热压辊的压力和抗蚀剂中粘结 剂的作用完成贴膜。贴膜通常在贴膜机上完成，贴膜机型号繁多，但基本结构大致相同，一般贴膜可连续贴，也可单张贴。

连续贴膜时要注意在上、下干膜送料辊上装干膜时要对齐， 一般膜的尺寸要稍小于板面，以防抗蚀剂粘到热压辊上。连续贴膜生产效率高，适合于大批量生产。 贴膜时要掌握好的三个要素为压力、温度、传送速度。 压力：新安装的贴膜机，首先要将上下两热压辊调至轴向平行，然后来用逐渐加大压力的办法进行压力调整，根据印制板厚度调至使干膜易贴、贴牢、不出皱折。一般压力调整好后就可固定使用，如生产的线路板厚度差异过大需调整，一般线压力为0.5—0.6公斤／厘米。 温度：根据干膜的类型、性能、环境温度和湿度的不同而略有不同，如果膜涂布的较干且环境温度低湿度小时，贴膜温度要高些，反之可低些，暗房内良好稳定的环境及设备完好是贴膜的良好的保证。

一般如果贴膜温度过高，那么干膜图像会变脆，导致耐镀性能差，贴膜温度过低，干膜与铜表面粘附不牢，在显影或电镀过程中，膜易起翘甚至脱落。通常控制贴膜 温度在100℃左右。 传送速度：与贴膜温度有关，温度高，传送速度可快些，温度低则将传送速度调慢。通常传送速度为0.9一1.8米／分。

为适应生产精细导线的印制板，又发展了湿法贴膜工艺，此工艺是利用专用贴膜机在贴干膜前于铜箔表面形成一层水膜，该水膜的作用是：提高干膜的流动性；驱除划痕、砂眼、凹坑和 织物凹陷等部位上滞留的气泡；在加热加压贴膜过程中，水对光致抗蚀剂起增粘作用，因而可大大改善干膜与基板的粘附性，从而提高了制作精细导线的合格率，据报导，采用此工艺精细 导线合格率可提高1—9％。

感光性包括感光速度、曝光时间宽容度和深度曝光性等。感光速度是指光致抗蚀剂在紫外光照射下，光聚合单体产生聚合反应形成具有一定抗蚀能力的聚合物所需光能量的多少。在光源强度及灯距固定的情况下，感光速度表现为曝光时间的长短，曝光时间短即为感光速度快，从提高生产效率和保证印制板精度方面考虑，应选用感光速度快的干膜。

干膜曝光一段时间后，经显影，光致抗蚀层已全部或大部分聚合，一般来说所形成的图像可以使用，该时间称为最小曝光时间。将曝光时间继续加长，使光致抗蚀剂聚合得更彻底，且经显影后得到的图像尺寸仍与底版图像尺寸相符，该时间称为最大曝光时间。通常干膜的最佳曝光时间选择在最小曝光时间与最大曝光时间之间。最大曝光时间与最小曝光时间之比称为曝光时间宽容度。

干膜的深度曝光性很重要。曝光时，光能量因通过抗蚀层和散射效应而减少。若抗蚀层对光的透过率不好，在抗蚀层较厚时，如上层的曝光量合适，下层就可能不发生反应，显影后抗蚀层的边缘不整齐，将影响图像的精度和分辨率，严重时抗蚀层容易发生起翘和脱落现象。为使下层能聚合，必须加大曝光量，上层就可能曝光过度。干膜的显影性 #e#

干膜的显影性是指干膜按最佳工作状态贴膜、曝光及显影后所获得图像效果的好坏，即电路图像应是清晰的，未曝光部分应去除干净无残胶。曝光后留在板面上的抗蚀层应光滑，坚实。干膜的耐显影性是指曝光的干膜耐过显影的程度，即显影时间可以超过的程度，耐显影性反映了显影工艺的宽容度。干膜的显影性与耐显影性直接影响生产印制板的质量。显影不良的干膜会给蚀刻带来困难，在图形电镀工艺中，显影不良会产生镀不上或镀层结合力差等缺陷。干膜的耐显影性不良，在过度显影时，会产生干膜脱落和电镀渗镀等毛病。上述缺陷严重时会导致印制板报废。

所谓分辨率是指在1mm的距离内，干膜抗蚀剂所能形成的线条或间距的条数，分辨率也可以用线条或间距绝对尺寸的大小来表示。干膜的分辨率与抗蚀剂膜厚及聚酯薄膜厚度有关。抗蚀剂膜层越厚，分辨率越低。光线透过照相底版和聚酯薄膜对干膜曝光时，由于聚酯薄膜对光线的散射作用，使光线侧射，因而降低了干膜的分辨率，聚酯薄膜越厚，光线侧射越严重，分辨率越低。通常能分辨的最小平行线条宽度，一级指标＜0.1mm ，二级指标≤ 0.15mm。

光聚合后的干膜抗蚀层，应能耐三氯化铁蚀刻液、过硫酸铵蚀刻液、酸性氯化铜蚀刻液、硫酸——过氧化氢蚀刻液的蚀刻。在上述蚀刻液中，当温度为50—55℃时，干膜表面应无发毛、渗漏、起翘和脱落现象。

在酸性光亮镀铜、氟硼酸盐普通锡铅合金、氟硼酸盐光亮镀锡铅合金以及上述电镀的各种镀前处理溶液中，聚合后的于膜抗蚀层应无表面发毛、渗镀、起翘和脱落现象。曝光后的干膜，经蚀刻和电镀之后，可以在强碱溶液中去除，一般采用3—5 ％的氢氧化钠溶液，加温至60℃左右，以机械喷淋或浸泡方式去除，去膜速度越快越有利于提高生产效率。去膜形式最好是呈片状剥离，剥离下来的碎片通过过滤网除去，这样既有利于去膜溶液的使用寿命，也可以减少对喷咀的堵塞。通常在3—5 ％ （重量比）的氢氧化钠溶液中，液温60土10℃，一级指标为去膜时间30—75秒，二级指标为去膜时间60—150秒，去膜后无残胶。

干膜在储存过程中可能由于溶剂的挥发而变脆，也可能由于环境温度的影响而产生热聚合，或因抗蚀剂产生局部流动而造成厚度不均匀即所谓冷流，这些都严重影响干膜的使 用。因此在良好的环境里储存干膜是十分重要的。干膜应储存在阴凉而洁净的室内，防止与化学药品和放射性物质一起存放。储存条件为：黄光区，温度低于27℃（5—21 ℃ 为最佳），相对湿度50％左右。储存期从出厂之日算起不大于六个月，超过储存期检验合格者仍可使用。在储存和运输过程中应避免受潮、受热、受机械损伤和受日光直接照射。

在生产操作过程中为避免漏曝光和重曝光，干膜在曝光前后颜色应有明显的变化，这就是干膜的变色性能。当使用于膜作为掩孔蚀刻时，要求干膜具有足够的柔韧性，以能够承受显影过程、蚀刻过程液体压力的冲击而不破裂，这就是干膜的掩蔽性能。