精细导线印制板的加工制做

文章摘要：一、前言 随着电子工业的飞速发展，一些电子产品迅速向微型化发展，对精度和组装密度的要求越来越高。相应的对印制板的加工精度和密度的要求也越来越高。这种含有超细导线和间距的印制板的生产，用常规的印制板生产方法是无法完成的，必须对生产中的关键工序进行改造或改良才能满足超细导线的生产制造。本文就以一医疗设备上所使用的一种印制板的生产为例，简述含有超精细导线的印制板在生产制造中应该注意的问题。该印制板图形比较简单，但导线宽度为20μm，导线间距为0．1mm，铜箔厚度不做要求。 二、生产工艺的选择 2．1 制做方法 由于侧腐蚀现象的存在，蚀刻出的导线开头如图1所示。本方法采用的是

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一、前言
    随着电子工业的飞速发展，一些电子产品迅速向微型化发展，对精度和组装密度的要求越来越高。相应的对印制板的加工精度和密度的要求也越来越高。这种含有超细导线和间距的印制板的生产，用常规的印制板生产方法是无法完成的，必须对生产中的关键工序进行改造或改良才能满足超细导线的生产制造。本文就以一医疗设备上所使用的一种印制板的生产为例，简述含有超精细导线的印制板在生产制造中应该注意的问题。该印制板图形比较简单，但导线宽度为20μm，导线间距为0．1mm，铜箔厚度不做要求。
二、生产工艺的选择  
    2．1 制做方法
    由于侧腐蚀现象的存在，蚀刻出的导线开头如图1所示。本方法采用的是过蚀刻的方法来实现的。也就是说，在光绘时所绘导线宽度大于要求的导线宽度，在达到蚀刻终点时继续蚀刻，一直到达到所要求的导线宽度。通过金相照片可以看到导线截面的形状，过蚀刻的导线陡直度比常规蚀刻的导线要好。这是因为过蚀刻过程导线底端的蚀刻速度比导线顶端快(如图2所示)。值得一提的是，在过蚀刻过程中会出现抗蚀层悬空现象，在喷淋压力或机械外力的作用下容易发生抗蚀层断现象，从而会形成断线。因此要根据具体的蚀刻机状态选择合适的过蚀刻尺寸。

  
  
图 1 蚀刻终点时导线侧壁形状250X
  图 2 过蚀刻后的导线形状300X
  

    2．2 照像底版
    光绘时要选用分辨率高的光绘机，否则会使斜导线呈锯齿状，而锯齿形的导线将会使超精细导线的生产成为不可能。常规的照像底版是由银盐底版翻版而成的重氮底版。对于这种超细导线的制做就不适合。这是因为在翻版过程中由于曝光能量的不同，翻版后的导线宽度会有所变化；另外翻版过程中会由于曝光区的不清洁或人为因素造成断线或短路现象，而象20μm这样细的导线是无法人工修复的。因此本方法采用银盐底版直接成像。曝光能量的选择原则是使得曝光后的导线宽度与照相底版的宽度保持一致。
    2．3 铜箔的清洁处理
    在进行抗蚀剂涂布前要对铜箔进行严格的清洁处理，以保证抗蚀剂良好的粘附在铜箔表面。处理后的铜箔表面应该具有下列特征：1．去除表面所有的污物和杂质；2．表面要有严格的平整性；3．铜箔表面要有均匀的粗糙度。目前铜箔表面清洁的方法主要有以下几种：
    A．磨料刷子清洁
    这种方法是通过旋转磨料与板面之间相切运动的作用，机构的刮切和粗化板面，同时也除去了表面的污物。这种方法处理后的板面会形成许多平行的凹痕。凹痕越密越细，板面与抗蚀剂的结合力就越好。但这些凹痕是后面蚀刻工序造成断线的隐患。因为当采用干膜做抗蚀剂时，干膜会在这些凹痕处形成“桥”，在蚀刻过程中溶液就会渗入这些凹痕，从而造成断线；采用液体感光抗蚀剂时，虽然不会因为凹痕处没有抗蚀剂而造成断线，但在制做精细导线时，由于导线极细，凹痕的存在也会造成抗蚀剂的断裂而形成断线。
    B．浮石粉刷板机
    使用浮石粉刷板机清洁板面是在70年代开始的。浮石粉是来自火山灰的一种复杂的天然硅化合物，它的颗粒大小不一，重量较轻，比重小于1。采用浮石粉和尼龙刷辊进行刷板时，浮石粉对板面的冲击形成了微观上凹凸不平的粗化表面。这种粗化痕迹没有方向性，不会形成明显的凹痕，抗蚀剂能够理想的附着在板面上。是目前比较理想的清洁方法之一。
    C．氧化铝尼龙刷辊刷板
    氧化铝是人工生产的，比重较大，颗粒比较均匀一致，无任何方向性，无刷痕等。可以根据不同类型的印制板和不同的表面处理要求来选择适当的氧化铝粒度，这种粒度可以在氧化铝的生产中控制在一个非常小的范围内，刷板效果与浮石粉机相同。
    D．化学清洗
    化学清洗是首先用化学试剂除去表面的有机杂质和无机污染物，然后用微蚀液对表面进行粗化处理。经过这种处理后的铜箔表面具有良好的粗糙度，而且不存在任何的机械划痕或残留的刷料微粒，因此是细线加工中理想的铜箔处理方法。但是，这种方法在进行清除铜箔表面污物时一定要进行彻底，必须保证在微蚀前将表面上所有的污物清洗干净，这样才能做到微蚀后具有均匀的粗糙表面。但在实际应用中很难做到用一种或有限的几种化学试剂将所有的有机和无机的污物清除干净。另外这种方法具有高成本，水耗量大，废水处理困难等问题，因此在应用中受到一定的限制。

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