印制電路板用干膜防焊膜PCB設(shè)計(jì)電子工程

印制電路板用干膜防焊膜 - PCB設(shè)計(jì) - 電子工程

干膜阻焊劑不為液態(tài)或糊劑狀，它是以一種光敏聚合物膜的形態(tài)出現(xiàn)的，這層光敏聚合物膜夾在兩層保護(hù)層之間，這兩層保護(hù)層保護(hù)中間的感光乳劑膜以避免其在操作過(guò)程中遭到破壞。運(yùn)用干膜防焊膜的步驟詳述以下: 1.表面準(zhǔn)備工作 在該階段，將電路板表面上的錫/錫-鉛金屬阻焊劑進(jìn)行剝離并用清水清洗電路板表面，并將其徹底烘干，然后對(duì)銅表面進(jìn)行一系列的清洗過(guò)程，例如: 1 )用熱的強(qiáng)堿洗液去油脂; 2) 水漂洗; 3) 對(duì)表面銅層進(jìn)行1 -2.5μm 的微蝕刻，這是為了增強(qiáng)干的光敏聚合物膜與表面的粘接性; 4) 進(jìn)行檢測(cè)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(duì)銅層進(jìn)行受控氧化是用來(lái)增加表面與防焊膜的粘接性，氧化處理進(jìn)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(shí)間過(guò)久，在壓合前表面必須進(jìn)行完全的去油脂。 2. 預(yù)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(jiàn)的幾個(gè)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(fēng)機(jī)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(guò)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(shè)有運(yùn)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(shí)間，應(yīng)當(dāng)避免過(guò)長(zhǎng)的烘烤時(shí)間和烘烤溫度，由于這會(huì)增加銅氧化物的生成而導(dǎo)致粘接性變差。 3. 壓合 真空壓合保證所有的導(dǎo)線完全被光敏聚合物防焊膜所封裝，并使電路板沒(méi)有殘余的氣泡。 4. 掩膜寬度的選擇 干膜寬度的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)制程板的寬度而定，干膜的寬度不應(yīng)當(dāng)超過(guò)制程板寬10 mm 以上，以避免邊沿修整消耗。壓合時(shí)可以同時(shí)壓合兩面也可以先壓合完一面再壓合另一面，這主要根據(jù)所使用層壓機(jī)的類(lèi)型和干膜的類(lèi)型而肯定。 5. 壓合后的保持時(shí)間 壓合和曝光之間的保持時(shí)間應(yīng)當(dāng)進(jìn)行仔細(xì)的控制以取得最好的效果。壓合剛剛完成時(shí)，所需的暴光能量較低，它隨著保持時(shí)間的增長(zhǎng)而迅速增加，并逐步穩(wěn)定到一個(gè)常數(shù)值。因此，壓合后的保持時(shí)間應(yīng)當(dāng)保持一個(gè)常數(shù)值以避免曝光時(shí)間劇烈的變化。 6. 暴光(底片) 通常，光敏聚合物防焊膜為負(fù)性工作，因此它需要正性的底片(焊墊區(qū)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(qū)域產(chǎn)生防焊膜，空白區(qū)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(jìn)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(duì)不需要透過(guò)焊墊對(duì)齊的對(duì)位系統(tǒng)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(qū)域最小應(yīng)為0.1 -0. 15mm ，它應(yīng)當(dāng)比印制電路板上焊墊的直徑略大。 通過(guò)使用Stouffer 21 階暴光尺Θ,可肯定和監(jiān)控曝光時(shí)間和隨后的聚合度。為了肯定正確的曝光值，保持時(shí)間和顯像條件必須是相容的。使用的Stouffer 21階曝光尺將超過(guò)50% 民阻劑覆蓋定義為最后一個(gè)階段。需要一定的相容保持時(shí)間以使聚合進(jìn)程完成并進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。 7. 顯像 顯像進(jìn)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(lèi)特定的光敏聚合物的顯像時(shí)間取決于所采取的化學(xué)物質(zhì)，正確的顯像時(shí)間通 過(guò)控制未曝光的阻劑可以從印制電路板表面完全沖掉的時(shí)間點(diǎn)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(xué)物質(zhì)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(jìn)行完全顯像時(shí)所經(jīng)歷過(guò)的沖洗路程，以占顯像室長(zhǎng)度的40% - 60% 之間為好，使用顯影劑時(shí)，采用 三氯乙燒Θ,，其顯像點(diǎn)應(yīng)當(dāng)設(shè)置在顯像室全部長(zhǎng)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(jìn)行完全的烘干，通過(guò)使用熱風(fēng)氣刀將電路板在90 't時(shí)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(jìn)程中為到達(dá)最好的焊接性能并避免掩膜起翹，光敏聚合物阻劑必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓袒?光敏聚合物防焊膜的紫外線(UV) 固化可以采取傳統(tǒng)的使用柔氣燈的固化裝備來(lái)完成，通過(guò)控制柔氣燈的密度和傳送帶的速度來(lái)取得所需的能量水平，最好在一次通過(guò)中吸收足夠的能量使電路板的一面完全團(tuán)化。紫外線隸氣燈應(yīng)當(dāng)使用200W/in 的高壓水銀蒸氣燈，由于紫外線燈發(fā)出的熱量在固化進(jìn)程中構(gòu)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(lái)減少到達(dá)電路板的熱量。在紫外線固化進(jìn)程中電路板表面的溫度小于105 ℃常常會(huì)致使不良的固化效果，同時(shí)還要注意在紫外線固化進(jìn)程中不能過(guò)度的加熱電路板，其典型的溫度應(yīng)當(dāng)在110 - 140 ℃之間，過(guò)度的加熱會(huì)導(dǎo)致光敏聚合物變脆，并在表面出現(xiàn)起泡現(xiàn)象。 在熱固化進(jìn)程中，用于烘烤電路板的烤爐的溫度應(yīng)當(dāng)在全部烘箱室內(nèi)都能進(jìn)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(méi)有新鮮空氣入口的烤爐，這是由于熱空氣可能會(huì)冷凝到電路板表面而下落焊接性，另外，如果爐內(nèi)的空氣不被稀釋?zhuān)@些熱空氣會(huì)到達(dá)可能發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)的溫度。為了烤爐能夠安全的工作，應(yīng)當(dāng)備有恒溫控制計(jì)時(shí)器和溫度記錄儀，同時(shí)還需要排風(fēng)扇來(lái)使熱量到達(dá)全部爐室，爐室中還應(yīng)當(dāng)配備帶有吹風(fēng)機(jī)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(yùn)用該掩膜時(shí)使用高壓層壓機(jī)，以保證全部制程板區(qū)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(tǒng)，換句話說(shuō)，防焊膜的使用每次只能進(jìn)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(jié)劑，這使得處理第二面時(shí)會(huì)一樣花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。使用真空層壓機(jī)，可以同時(shí)在板子的兩面使用干膜阻焊劑。