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陶瓷电路板制作工艺之图形转移篇
发布时间:2023-09-12 10:57:02  作者:富力天晟  阅读量:339

陶瓷电路板因为其优异的导热性、高机械强度、介电稳定等优点,在电子行业中已经得到越来越多的关注。和传统PCB制作流程比较,陶瓷线路板的加工过程有着类似的地方,同时作为一种新型的材料,陶瓷电路板的制作工艺也有其独到之处。其中最基本、最关键的工序之一是图形转移,即将照相底版图形转移到陶瓷基材上。图形转移是生产中的关键控制点,也是技术难点所在。其工艺方法有很多,如丝网印刷(Screen Printing)图形转移工艺、干膜(Dry Film)图形转移工艺、液态光致抗蚀剂(Liquid Photoresist)图形转移工艺、电沉积光致抗蚀剂(ED膜)制作工艺以及激光直接成像技术(Laser Drect Image)。

图形转移工序中主要用到的光致抗蚀剂形式有:

1:干膜(Dry Film)图形转移工艺。其主要构造可分为聚酯膜(PET FILM),聚乙烯膜(PE FILM)以及干的感光树脂膜组成的三明治结构。

2:液态光致抗蚀剂(Liquid Photoresist)图形转移工艺。 液态光致抗蚀剂有光分解型的正性膜和光聚合型的负性膜,其中以负性膜使用较广泛。

3:电沉积光致抗蚀剂(ED膜)制作工艺。将感光性物质做成胶体,再以电泳法析出在电路板上。胶体特性可以为正性或负性,有较好的均匀覆盖性,对不平整或弯曲的表面有良好的覆盖性,主要用于细线路制程和通孔封孔制程。

   


一、干膜(Dry Film)图形转移工艺

光致抗蚀干膜是感光性聚合物,它在紫外灯的作用下发生聚合反应,未聚合的齐聚物含有羟基和酯基,能在碱性溶液中溶解。最大特点是分辨率较高,其分辨力约0.1mm,甚至0.02mm,极限可做到0.0125mm,较IC的光刻胶的要低很多(约1um甚至0.5um)。随着组装密度要求越来越高,印制电路图形的导线更细和间距更窄,采用干膜工艺会变得越来越困难。干膜图形转移工艺中需要用的设备是压膜机:

二、液态光致抗蚀剂(Liquid Photoresist)图形转移工艺

   液态湿膜是光固化反应结膜,其膜的密贴性、结合性、抗蚀能力及其抗电镀能力比传统干膜和油墨要好,并且液态湿膜与基板密贴性好,能有效解决基材表面微小缺陷,诸如针孔、凹陷、划伤等造成的凹凸不平,从而提高贴膜良率。液态湿膜可薄可达5-10um,分辨率一般在25um以下,可以提高线路的制作精细度,而且可以降低生产成本。湿膜涂覆的设备是滚涂机/沉涂机:

三、电沉积光致抗蚀剂(ED膜)制作工艺

   ED法的基本原理是将水溶性的有机酸化合物等溶于槽液内,形成带有正、负电荷的有机树脂团,而把基板铜箔作为一个极性进行电镀处理,在铜的表面形成可控制的5-30um的光致抗蚀膜层,其分辨率可达到0.05-0.03mm。主要用来解决孔径小、孔环窄的技术难题。

四、激光直接成像技术(Laser Drect Image)

  LDI是利用激光直接将图形扫描到感光干膜上,由于不需要照相底片,避免了使用底片涨缩引起的尺寸偏差,曝光时光纤不平行带来的偏差,同时还能提供高度灵活性和高精确性满足于任何复杂图像。

 五、在光致抗蚀剂贴覆到板面后,需要进行曝光。任何一种抗蚀剂都有其自身特有的光谱吸收曲线,而任何一种光源也都有自身的发射光谱曲线。如果抗蚀剂的光谱吸收主峰与光源的光谱发射主峰相重叠或者大部分重叠,则两者匹配良好,曝光效果最佳。曝光的示意图和原理如下:


严格来讲,以时间来计量曝光是不科学的,因为光源的强度往往随着外界电压的波动及灯的老化而改变。光能量定义的公式为E=IT。E为总曝光量(MJ/CM2),I为光强度(MW/CM2),T为曝光时间。通常根据不同的曝光机,即光源、灯的功率及灯距来选择最优的曝光时间。不同的光源类型显影出来的效果图如下:

如今陶瓷PCB运用到越来越多的领域,每个行业的特点和要求也不一样。斯利通在充分了解客户的需求后,针对不同的产品采用不同的工艺,为客户提供量身定制的解决方案。


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