印制電路板用干膜防焊膜PCB設計電子工程

印制電路板用干膜防焊膜 - PCB設計 - 電子工程

干膜阻焊劑不為液態或糊劑狀，它是以一種光敏聚合物膜的形態出現的，這層光敏聚合物膜夾在兩層保護層之間，這兩層保護層保護中間的感光乳劑膜以避免其在操作過程中遭到破壞。運用干膜防焊膜的步驟詳述以下: 1.表面準備工作 在該階段，將電路板表面上的錫/錫-鉛金屬阻焊劑進行剝離并用清水清洗電路板表面，并將其徹底烘干，然后對銅表面進行一系列的清洗過程，例如: 1 )用熱的強堿洗液去油脂; 2) 水漂洗; 3) 對表面銅層進行1 -2.5μm 的微蝕刻，這是為了增強干的光敏聚合物膜與表面的粘接性; 4) 進行檢測以確保完全將錫/錫-鉛去除; 5) 水漂洗; 6) 在10% 的硫酸中浸蘸1 - 2min. 7) 水漂洗; 8) 研磨清潔(320 研磨刷和浮石擦洗) 9) 高壓水漂洗并烘干。 用褐色氧化物和黑色氧化物對銅層進行受控氧化是用來增加表面與防焊膜的粘接性，氧化處理進程必須周密控制以使氧化層厚度保持為0.5 - 1.0μm ，如果氧化后的電路板寄存時間過久，在壓合前表面必須進行完全的去油脂。 2. 預壓合烘干 吸收水氣和水份的殘留是電路板起泡和分層最常見的幾個緣由，因此將所有的駐水從印制電路板表面和孔洞中去除就顯得特別重要。可以使用高壓吹風機將水從電路板的表面和孔洞中予以物理清除，在這1步驟中也可以使用高壓真空氣刀。 可以通過將電路板在(1 10±10) C這1溫度下烘烤15 - 20min 以去除電路板吸收的濕氣，也可以使用裝設有運輸帶的紅外線烤爐在80 - 120 C這1溫度下烘烤30s 。不同基材的電路板和不同厚度的電路板需要不同的烘干時間，應當避免過長的烘烤時間和烘烤溫度，由于這會增加銅氧化物的生成而導致粘接性變差。 3. 壓合 真空壓合保證所有的導線完全被光敏聚合物防焊膜所封裝，并使電路板沒有殘余的氣泡。 4. 掩膜寬度的選擇 干膜寬度的選擇應當根據制程板的寬度而定，干膜的寬度不應當超過制程板寬10 mm 以上，以避免邊沿修整消耗。壓合時可以同時壓合兩面也可以先壓合完一面再壓合另一面，這主要根據所使用層壓機的類型和干膜的類型而肯定。 5. 壓合后的保持時間 壓合和曝光之間的保持時間應當進行仔細的控制以取得最好的效果。壓合剛剛完成時，所需的暴光能量較低，它隨著保持時間的增長而迅速增加，并逐步穩定到一個常數值。因此，壓合后的保持時間應當保持一個常數值以避免曝光時間劇烈的變化。 6. 暴光(底片) 通常，光敏聚合物防焊膜為負性工作，因此它需要正性的底片(焊墊區域不透明)以便曝光。由于所需的能量較高，故底片必須具有很高的密度，其密 度最大值Dmax 最小也要大于4 以避免焊墊區域產生防焊膜，空白區域的密度最小值Dmin 必須小于0.15 。由于掩膜的密度隨著使用而不斷改變，故底片必須周期性的進行檢查以保證Dmax 最小也要大于4 。 通常使用7mil 的單面藥膜偶氮棕片可以獲得最好效果，對不需要透過焊墊對齊的對位系統而言，可以使用鹵化銀掩膜，將其有藥膜的一面與電路板牢牢的貼在一起以獲得最好的曝光效果和邊沿逼真齊直度。底片不透明的焊墊區域最小應為0.1 -0. 15mm ，它應當比印制電路板上焊墊的直徑略大。 通過使用Stouffer 21 階暴光尺Θ,可肯定和監控曝光時間和隨后的聚合度。為了肯定正確的曝光值，保持時間和顯像條件必須是相容的。使用的Stouffer 21階曝光尺將超過50% 民阻劑覆蓋定義為最后一個階段。需要一定的相容保持時間以使聚合進程完成并進入穩定狀態。 7. 顯像 顯像進程是將未暴光的(未聚合的)阻焊劑從印制電路板表面沖掉，某一類特定的光敏聚合物的顯像時間取決于所采取的化學物質，正確的顯像時間通 過控制未曝光的阻劑可以從印制電路板表面完全沖掉的時間點而肯定，需要將焊接阻劑從電路板的焊墊和孔洞中完全去除以取得良好的焊接性。常常使用的化學物質為:水溶液和顯影劑。 在水溶液顯影中，通常將稀釋的碳酸鈾溶液加入到99% 的純水中，其使用溫度為45 'C ，使用該溶液后，印制電路板進行完全顯像時所經歷過的沖洗路程，以占顯像室長度的40% - 60% 之間為好，使用顯影劑時，采用 三氯乙燒Θ,，其顯像點應當設置在顯像室全部長度的25% 處。 8. 烘干 為了取得令人滿意的固化效果，板子在顯像后必須進行完全的烘干，通過使用熱風氣刀將電路板在90 't時加熱15 分鐘，就可以將電路板上的阻焊劑和基材在顯像和清洗階段所吸收的濕氣予以完全的去除。 9. 固化 在波峰焊接和藹相焊接進程中為到達最好的焊接性能并避免掩膜起翹，光敏聚合物阻劑必須進行適當的固化。 光敏聚合物防焊膜的紫外線(UV) 固化可以采取傳統的使用柔氣燈的固化裝備來完成，通過控制柔氣燈的密度和傳送帶的速度來取得所需的能量水平，最好在一次通過中吸收足夠的能量使電路板的一面完全團化。紫外線隸氣燈應當使用200W/in 的高壓水銀蒸氣燈，由于紫外線燈發出的熱量在固化進程中構成整體所必須的一部分，所以不推薦使用 涼 的紫外線單元來減少到達電路板的熱量。在紫外線固化進程中電路板表面的溫度小于105 ℃常常會致使不良的固化效果，同時還要注意在紫外線固化進程中不能過度的加熱電路板，其典型的溫度應當在110 - 140 ℃之間，過度的加熱會導致光敏聚合物變脆，并在表面出現起泡現象。 在熱固化進程中，用于烘烤電路板的烤爐的溫度應當在全部烘箱室內都能進行完全均勻的溫度控制，這些烤爐不能挪作他用以防污染防焊膜。不能使用沒有新鮮空氣入口的烤爐，這是由于熱空氣可能會冷凝到電路板表面而下落焊接性，另外，如果爐內的空氣不被稀釋，這些熱空氣會到達可能發生爆炸的危險的溫度。為了烤爐能夠安全的工作，應當備有恒溫控制計時器和溫度記錄儀，同時還需要排風扇來使熱量到達全部爐室，爐室中還應當配備帶有吹風機的排氣管。 在一定受控條件下制造的干膜防焊膜厚度均勻，運用該掩膜時使用高壓層壓機，以保證全部制程板區域覆膜均勻一致，這種方法也可以使不同批次和爐次的制程板覆膜保持均勻一致。 絲印制和簾式淋涂工藝均是單面處理系統，換句話說，防焊膜的使用每次只能進行一面操作，在印制另一面之前必須將電路板烘干以去除油墨膠粘結劑，這使得處理第二面時會一樣花費很長的時間。使用真空層壓機，可以同時在板子的兩面使用干膜阻焊劑。