❶ 在PCB制造工艺中有没有一种蚀刻剂可以完全避免侧蚀
有的,请看我下面截取的资料...
PCB外层电路的蚀刻工艺
一.概述
目前,印刷电路板(PCB)加工的典型工艺采用"图形电镀法"。即先在板子外层需保留的铜箔部分上,也就是电路的图形部分上预镀一层铅锡抗蚀层,然后用化学方式将其余的铜箔腐蚀掉,称为蚀刻。
要注意的是,这时的板子上面有两层铜.在外层蚀刻工艺中仅仅有一层铜是必须被全部蚀刻掉的,其余的将形成最终所需要的电路。这种类型的图形电镀,其特点是镀铜层仅存在于铅锡抗蚀层的下面。另外一种工艺方法是整个板子上都镀铜,感光膜以外的部分仅仅是锡或铅锡抗蚀层。这种工艺称为“全板镀铜工艺“。与图形电镀相比,全板镀铜的最大缺点是板面各处都要镀两次铜而且蚀刻时还必须都把它们腐蚀掉。因此当导线线宽十分精细时将会产生一系列的问题。同时,侧腐蚀会严重影响线条的均匀性。
在印制板外层电路的加工工艺中,还有另外一种方法,就是用感光膜代替金属镀层做抗蚀层。这种方法非常近似于内层蚀刻工艺,可以参阅内层制作工艺中的蚀刻。
目前,锡或铅锡是最常用的抗蚀层,用在氨性蚀刻剂的蚀刻工艺中.氨性蚀刻剂是普遍使用的化工药液,与锡或铅锡不发生任何化学反应。氨性蚀刻剂主要是指氨水/氯化氨蚀刻液。此外,在市场上还可以买到氨水/硫酸氨蚀刻药液。
以硫酸盐为基的蚀刻药液,使用后,其中的铜可以用电解的方法分离出来,因此能够重复使用。由于它的腐蚀速率较低,一般在实际生产中不多见,但有望用在无氯蚀刻中。有人试验用硫酸-双氧水做蚀刻剂来腐蚀外层图形。由于包括经济和废液处理方面等许多原因,这种工艺尚未在商用的意义上被大量采用.更进一步说,硫酸-双氧水,不能用于铅锡抗蚀层的蚀刻,而这种工艺不是PCB外层制作中的主要方法,故决大多数人很少问津。
二.蚀刻质量及先期存在的问题
对蚀刻质量的基本要求就是能够将除抗蚀层下面以外的所有铜层完全去除干净,止此而已。从严格意义上讲,如果要精确地界定,那么蚀刻质量必须包括导线线宽的一致性和侧蚀程度。由于目前腐蚀液的固有特点,不仅向下而且对左右各方向都产生蚀刻作用,所以侧蚀几乎是不可避免的。
侧蚀问题是蚀刻参数中经常被提出来讨论的一项,它被定义为侧蚀宽度与蚀刻深度之比, 称为蚀刻因子。在印刷电路工业中,它的变化范围很宽泛,从1:1到1:5。显然,小的侧蚀度或低的蚀刻因子是最令人满意的。
蚀刻设备的结构及不同成分的蚀刻液都会对蚀刻因子或侧蚀度产生影响,或者用乐观的话来说,可以对其进行控制。采用某些添加剂可以降低侧蚀度。这些添加剂的化学成分一般属于商业秘密,各自的研制者是不向外界透露的。至于蚀刻设备的结构问题,后面的章节将专门讨论。
从许多方面看,蚀刻质量的好坏,早在印制板进入蚀刻机之前就已经存在了。因为印制电路加工的各个工序或工艺之间存在着非常紧密的内部联系,没有一种不受其它工序影响又不影响其它工艺的工序。许多被认定是蚀刻质量的问题,实际上在去膜甚至更以前的工艺中已经存在了。对外层图形的蚀刻工艺来说,由于它所体现的“倒溪”现像比绝大多数印制板工艺都突出,所以许多问题最后都反映在它上面。同时,这也是由于蚀刻是自贴膜,感光开始的一个长系列工艺中的最后一环,之后,外层图形即转移成功了。环节越多,出现问题的可能性就越大。这可以看成是印制电路生产过程中的一个很特殊的方面。
从理论上讲,印制电路进入到蚀刻阶段后,在图形电镀法加工印制电路的工艺中,理想状态应该是:电镀后的铜和锡或铜和铅锡的厚度总和不应超过耐电镀感光膜的厚度,使电镀图形完全被膜两侧的“墙”挡住并嵌在里面。然而,现实生产中,全世界的印制电路板在电镀后,镀层图形都要大大厚于感光图形。在电镀铜和铅锡的过程中,由于镀层高度超过了感光膜,便产生横向堆积的趋势,问题便由此产生。在线条上方覆盖着的锡或铅锡抗蚀层向两侧延伸,形成了“沿”,把小部分感光膜盖在了“沿”下面。
锡或铅锡形成的“沿”使得在去膜时无法将感光膜彻底去除干净,留下一小部分“残胶”在“沿”的下面。“残胶”或“残膜”留在了抗蚀剂“沿”的下面,将造成不完全的蚀刻。线条在蚀刻后两侧形成“铜根”,铜根使线间距变窄,造成印制板不符合甲方要求,甚至可能被拒收。由于拒收便会使PCB的生产成本大大增加。
另外,在许多时候,由于反应而形成溶解,在印制电路工业中,残膜和铜还可能在腐蚀液中形成堆积并堵在腐蚀机的喷嘴处和耐酸泵里,不得不停机处理和清洁,而影响了工作效率。
三.设备调整及与腐蚀溶液的相互作用关系
在印制电路加工中,氨性蚀刻是一个较为精细和复杂的化学反应过程。反过来说它又是一个易于进行的工作。一旦工艺上调通,就可以连续进行生产。关键是一旦开机就需保持连续工作状态,不宜干干停停。蚀刻工艺在极大的程度上依赖设备的良好工作状态。就目前来讲,无论使用何种蚀刻液,必须使用高压喷淋,而且为了获得较整齐的线条侧边和高质量的蚀刻效果,必须严格选择喷嘴的结构和喷淋方式。
为得到良好的侧面效果,出现了许多不同的理论,形成不同的设计方式和设备结构。这些理论往往是大相径庭的。但是所有有关蚀刻的理论都承认这样一条最基本的原则,即尽量快地让金属表面不断的接触新鲜的蚀刻液。对蚀刻过程所进行的化学机理分析也证实了上述观点。在氨性蚀刻中,假定所有其它参数不变,那么蚀刻速率主要由蚀刻液中的氨(NH3)来决定。因此用新鲜溶液与蚀刻表面作用,其目的主要有两个:一是冲掉刚刚产生的铜离子;二是不断提供进行反应所需要的氨(NH3)。
在印制电路工业的传统知识里,特别是印制电路原料的供应商们,大家公认,氨性蚀刻液中的一价铜离子含量越低,反应速度就越快.这已由经验所证实。事实上,许多的氨性蚀刻液产品都含有一价铜离子的特殊配位基(一些复杂的溶剂),其作用是降低一价铜离子(这些即是他们的产品具有高反应能力的技术秘诀 ),可见一价铜离子的影响是不小的。将一价铜由5000ppm降至50ppm,蚀刻速率会提高一倍以上。
由于蚀刻反应过程中生成大量的一价铜离子,又由于一价铜离子总是与氨的络合基紧紧的结合在一起,所以保持其含量近于零是十分困难的。通过大气中氧的作用将一价铜转换成二价铜可以去除一价铜。用喷淋的方式可以达到上述目的。
这就是要将空气通入蚀刻箱的一个功能性的原因。但是如果空气太多,又会加速溶液中的氨损失而使PH值下降,其结果仍使蚀刻速率降低。氨在溶液中也是需要加以控制的变化量。一些用户采用将纯氨通入蚀刻储液槽的做法。这样做必须加一套PH计控制系统。当自动测得的PH结果低于给定值时,溶液便会自动进行添加。
在与此相关的化学蚀刻(亦称之为光化学蚀刻或PCH)领域中,研究工作已经开始,并达到了蚀刻机结构设计的阶段。在这种方法中,所使用的溶液为二价铜,不是氨-铜蚀刻。它将有可能被用在印制电路工业中。在PCH工业中,蚀刻铜箔的典型厚度为5到10密耳(mils),有些情况下厚度则相当大。它对蚀刻参量的要求经常比PCB工业中的更为苛刻。
有一项来自PCM工业系统中的研究成果,目前尚未正式发表,但其结果将是令人耳目一新的。由于有较雄厚的项目基金支持,因此研究人员有能力从长远意义上对蚀刻装置的设计思想进行改变,同时研究这些改变所产生的效果。比如,与锥形喷嘴相比,最佳的喷嘴设计采用扇形,并且喷淋集流腔(即喷嘴拧进去的那段管子)也有一个安装角度,能对进入蚀刻舱中工件呈30度喷射.如果不进行这样的改变,那么集流腔上喷嘴的安装方式会导致每个相邻喷嘴的喷射角度都不是完全一致的。第二组喷嘴各自的喷淋面与第一组相对应的略有不同(它表示了喷淋的工作情况)。这样使喷射出的溶液形状成为叠加或交叉的状态。从理论上讲,如果溶液形状相互交叉,那么该部分的喷射力就会降低,不能有效地将蚀刻表面上的旧溶液冲掉而保持新溶液与其接触。在喷淋面的边缘处,这种情况尤其突出。其喷射力比垂直方向的要小得多。
这项研究发现,最新的设计参数是65磅/平方英寸(即4+Bar)。每个蚀刻过程和每种实用的溶液都有一个最佳的喷射压力的问题,而就目前来讲,蚀刻舱内喷射压力达到30磅/平方英寸(2Bar)以上的情况微乎其微。有一个原则,即一种蚀刻溶液的密度(即比重或玻美度)越高,最佳的喷射压力也应越高。当然这不是单一的参数。另一个重要的参数是在溶液中控制其反应率的相对淌度(或迁移率)。
四.关于上下板面,导入边与后入边蚀刻状态不同的问题
大量的涉及蚀刻质量方面的问题都集中在上板面上被蚀刻的部分。了解这一点是十分重要的。这些问题来自印制电路板的上板面蚀刻剂所产生的胶状板结物的影响。胶状板结物堆积在铜表面上,一方面影响了喷射力,另一方面阻挡了新鲜蚀刻液的补充,造成了蚀刻速度的降低。正是由于胶状板结物的形成和堆积使得板子的上下面图形的蚀刻程度不同。这也使得在蚀刻机中板子先进入的部分容易蚀刻的彻底或容易造成过腐蚀,因为那时堆积尚未形成,蚀刻速度较快。反之,板子后进入的部分进入时堆积已形成,并减慢其蚀刻速度。
五.蚀刻设备的维护
蚀刻设备维护的最关键因素就是要保证喷嘴的清洁,无阻塞物而使喷射通畅。阻塞物或结渣会在喷射压力作用下冲击版面。假如喷嘴不洁,那么会造成蚀刻不均匀而使整块PCB报废。
明显地,设备的维护就是更换破损件和磨损件,包括更换喷嘴,喷嘴同样存在磨损的问题。除此之外,更为关键的问题是保持蚀刻机不存在结渣,在许多情况下都会出现结渣堆积.结渣堆积过多,甚至会对蚀刻液的化学平衡产生影响。同样,如果蚀刻液出现过量的化学不平衡,结渣就会愈加严重。结渣堆积的问题怎么强调都不过分。一旦蚀刻液突然出现大量结渣的情况,通常是一个信号,即溶液的平衡出现问题。这就应该用较强的盐酸作适当地清洁或对溶液进行补加。
残膜也可以产生结渣物,极少量的残膜溶于蚀刻液中,然后形成铜盐沉淀。残膜所形成的结渣说明前道去膜工序不彻底。去膜不良往往是边缘膜与过电镀共同造成的结果
PCB外层电路的蚀刻工艺
一.概述
目前,印刷电路板(PCB)加工的典型工艺采用"图形电镀法"。即先在板子外层需保留的铜箔部分上,也就是电路的图形部分上预镀一层铅锡抗蚀层,然后用化学方式将其余的铜箔腐蚀掉,称为蚀刻。
要注意的是,这时的板子上面有两层铜.在外层蚀刻工艺中仅仅有一层铜是必须被全部蚀刻掉的,其余的将形成最终所需要的电路。这种类型的图形电镀,其特点是镀铜层仅存在于铅锡抗蚀层的下面。另外一种工艺方法是整个板子上都镀铜,感光膜以外的部分仅仅是锡或铅锡抗蚀层。这种工艺称为“全板镀铜工艺“。与图形电镀相比,全板镀铜的最大缺点是板面各处都要镀两次铜而且蚀刻时还必须都把它们腐蚀掉。因此当导线线宽十分精细时将会产生一系列的问题。同时,侧腐蚀会严重影响线条的均匀性。
在印制板外层电路的加工工艺中,还有另外一种方法,就是用感光膜代替金属镀层做抗蚀层。这种方法非常近似于内层蚀刻工艺,可以参阅内层制作工艺中的蚀刻。
目前,锡或铅锡是最常用的抗蚀层,用在氨性蚀刻剂的蚀刻工艺中.氨性蚀刻剂是普遍使用的化工药液,与锡或铅锡不发生任何化学反应。氨性蚀刻剂主要是指氨水/氯化氨蚀刻液。此外,在市场上还可以买到氨水/硫酸氨蚀刻药液。
以硫酸盐为基的蚀刻药液,使用后,其中的铜可以用电解的方法分离出来,因此能够重复使用。由于它的腐蚀速率较低,一般在实际生产中不多见,但有望用在无氯蚀刻中。有人试验用硫酸-双氧水做蚀刻剂来腐蚀外层图形。由于包括经济和废液处理方面等许多原因,这种工艺尚未在商用的意义上被大量采用.更进一步说,硫酸-双氧水,不能用于铅锡抗蚀层的蚀刻,而这种工艺不是PCB外层制作中的主要方法,故决大多数人很少问津。
二.蚀刻质量及先期存在的问题
对蚀刻质量的基本要求就是能够将除抗蚀层下面以外的所有铜层完全去除干净,止此而已。从严格意义上讲,如果要精确地界定,那么蚀刻质量必须包括导线线宽的一致性和侧蚀程度。由于目前腐蚀液的固有特点,不仅向下而且对左右各方向都产生蚀刻作用,所以侧蚀几乎是不可避免的。
侧蚀问题是蚀刻参数中经常被提出来讨论的一项,它被定义为侧蚀宽度与蚀刻深度之比, 称为蚀刻因子。在印刷电路工业中,它的变化范围很宽泛,从1:1到1:5。显然,小的侧蚀度或低的蚀刻因子是最令人满意的。
蚀刻设备的结构及不同成分的蚀刻液都会对蚀刻因子或侧蚀度产生影响,或者用乐观的话来说,可以对其进行控制。采用某些添加剂可以降低侧蚀度。这些添加剂的化学成分一般属于商业秘密,各自的研制者是不向外界透露的。至于蚀刻设备的结构问题,后面的章节将专门讨论。
从许多方面看,蚀刻质量的好坏,早在印制板进入蚀刻机之前就已经存在了。因为印制电路加工的各个工序或工艺之间存在着非常紧密的内部联系,没有一种不受其它工序影响又不影响其它工艺的工序。许多被认定是蚀刻质量的问题,实际上在去膜甚至更以前的工艺中已经存在了。对外层图形的蚀刻工艺来说,由于它所体现的“倒溪”现像比绝大多数印制板工艺都突出,所以许多问题最后都反映在它上面。同时,这也是由于蚀刻是自贴膜,感光开始的一个长系列工艺中的最后一环,之后,外层图形即转移成功了。环节越多,出现问题的可能性就越大。这可以看成是印制电路生产过程中的一个很特殊的方面。
从理论上讲,印制电路进入到蚀刻阶段后,在图形电镀法加工印制电路的工艺中,理想状态应该是:电镀后的铜和锡或铜和铅锡的厚度总和不应超过耐电镀感光膜的厚度,使电镀图形完全被膜两侧的“墙”挡住并嵌在里面。然而,现实生产中,全世界的印制电路板在电镀后,镀层图形都要大大厚于感光图形。在电镀铜和铅锡的过程中,由于镀层高度超过了感光膜,便产生横向堆积的趋势,问题便由此产生。在线条上方覆盖着的锡或铅锡抗蚀层向两侧延伸,形成了“沿”,把小部分感光膜盖在了“沿”下面。
锡或铅锡形成的“沿”使得在去膜时无法将感光膜彻底去除干净,留下一小部分“残胶”在“沿”的下面。“残胶”或“残膜”留在了抗蚀剂“沿”的下面,将造成不完全的蚀刻。线条在蚀刻后两侧形成“铜根”,铜根使线间距变窄,造成印制板不符合甲方要求,甚至可能被拒收。由于拒收便会使PCB的生产成本大大增加。
另外,在许多时候,由于反应而形成溶解,在印制电路工业中,残膜和铜还可能在腐蚀液中形成堆积并堵在腐蚀机的喷嘴处和耐酸泵里,不得不停机处理和清洁,而影响了工作效率。
三.设备调整及与腐蚀溶液的相互作用关系
在印制电路加工中,氨性蚀刻是一个较为精细和复杂的化学反应过程。反过来说它又是一个易于进行的工作。一旦工艺上调通,就可以连续进行生产。关键是一旦开机就需保持连续工作状态,不宜干干停停。蚀刻工艺在极大的程度上依赖设备的良好工作状态。就目前来讲,无论使用何种蚀刻液,必须使用高压喷淋,而且为了获得较整齐的线条侧边和高质量的蚀刻效果,必须严格选择喷嘴的结构和喷淋方式。
为得到良好的侧面效果,出现了许多不同的理论,形成不同的设计方式和设备结构。这些理论往往是大相径庭的。但是所有有关蚀刻的理论都承认这样一条最基本的原则,即尽量快地让金属表面不断的接触新鲜的蚀刻液。对蚀刻过程所进行的化学机理分析也证实了上述观点。在氨性蚀刻中,假定所有其它参数不变,那么蚀刻速率主要由蚀刻液中的氨(NH3)来决定。因此用新鲜溶液与蚀刻表面作用,其目的主要有两个:一是冲掉刚刚产生的铜离子;二是不断提供进行反应所需要的氨(NH3)。
在印制电路工业的传统知识里,特别是印制电路原料的供应商们,大家公认,氨性蚀刻液中的一价铜离子含量越低,反应速度就越快.这已由经验所证实。事实上,许多的氨性蚀刻液产品都含有一价铜离子的特殊配位基(一些复杂的溶剂),其作用是降低一价铜离子(这些即是他们的产品具有高反应能力的技术秘诀 ),可见一价铜离子的影响是不小的。将一价铜由5000ppm降至50ppm,蚀刻速率会提高一倍以上。
由于蚀刻反应过程中生成大量的一价铜离子,又由于一价铜离子总是与氨的络合基紧紧的结合在一起,所以保持其含量近于零是十分困难的。通过大气中氧的作用将一价铜转换成二价铜可以去除一价铜。用喷淋的方式可以达到上述目的。
这就是要将空气通入蚀刻箱的一个功能性的原因。但是如果空气太多,又会加速溶液中的氨损失而使PH值下降,其结果仍使蚀刻速率降低。氨在溶液中也是需要加以控制的变化量。一些用户采用将纯氨通入蚀刻储液槽的做法。这样做必须加一套PH计控制系统。当自动测得的PH结果低于给定值时,溶液便会自动进行添加。
在与此相关的化学蚀刻(亦称之为光化学蚀刻或PCH)领域中,研究工作已经开始,并达到了蚀刻机结构设计的阶段。在这种方法中,所使用的溶液为二价铜,不是氨-铜蚀刻。它将有可能被用在印制电路工业中。在PCH工业中,蚀刻铜箔的典型厚度为5到10密耳(mils),有些情况下厚度则相当大。它对蚀刻参量的要求经常比PCB工业中的更为苛刻。
有一项来自PCM工业系统中的研究成果,目前尚未正式发表,但其结果将是令人耳目一新的。由于有较雄厚的项目基金支持,因此研究人员有能力从长远意义上对蚀刻装置的设计思想进行改变,同时研究这些改变所产生的效果。比如,与锥形喷嘴相比,最佳的喷嘴设计采用扇形,并且喷淋集流腔(即喷嘴拧进去的那段管子)也有一个安装角度,能对进入蚀刻舱中工件呈30度喷射.如果不进行这样的改变,那么集流腔上喷嘴的安装方式会导致每个相邻喷嘴的喷射角度都不是完全一致的。第二组喷嘴各自的喷淋面与第一组相对应的略有不同(它表示了喷淋的工作情况)。这样使喷射出的溶液形状成为叠加或交叉的状态。从理论上讲,如果溶液形状相互交叉,那么该部分的喷射力就会降低,不能有效地将蚀刻表面上的旧溶液冲掉而保持新溶液与其接触。在喷淋面的边缘处,这种情况尤其突出。其喷射力比垂直方向的要小得多。
这项研究发现,最新的设计参数是65磅/平方英寸(即4+Bar)。每个蚀刻过程和每种实用的溶液都有一个最佳的喷射压力的问题,而就目前来讲,蚀刻舱内喷射压力达到30磅/平方英寸(2Bar)以上的情况微乎其微。有一个原则,即一种蚀刻溶液的密度(即比重或玻美度)越高,最佳的喷射压力也应越高。当然这不是单一的参数。另一个重要的参数是在溶液中控制其反应率的相对淌度(或迁移率)。
四.关于上下板面,导入边与后入边蚀刻状态不同的问题
大量的涉及蚀刻质量方面的问题都集中在上板面上被蚀刻的部分。了解这一点是十分重要的。这些问题来自印制电路板的上板面蚀刻剂所产生的胶状板结物的影响。胶状板结物堆积在铜表面上,一方面影响了喷射力,另一方面阻挡了新鲜蚀刻液的补充,造成了蚀刻速度的降低。正是由于胶状板结物的形成和堆积使得板子的上下面图形的蚀刻程度不同。这也使得在蚀刻机中板子先进入的部分容易蚀刻的彻底或容易造成过腐蚀,因为那时堆积尚未形成,蚀刻速度较快。反之,板子后进入的部分进入时堆积已形成,并减慢其蚀刻速度。
五.蚀刻设备的维护
蚀刻设备维护的最关键因素就是要保证喷嘴的清洁,无阻塞物而使喷射通畅。阻塞物或结渣会在喷射压力作用下冲击版面。假如喷嘴不洁,那么会造成蚀刻不均匀而使整块PCB报废。
明显地,设备的维护就是更换破损件和磨损件,包括更换喷嘴,喷嘴同样存在磨损的问题。除此之外,更为关键的问题是保持蚀刻机不存在结渣,在许多情况下都会出现结渣堆积.结渣堆积过多,甚至会对蚀刻液的化学平衡产生影响。同样,如果蚀刻液出现过量的化学不平衡,结渣就会愈加严重。结渣堆积的问题怎么强调都不过分。一旦蚀刻液突然出现大量结渣的情况,通常是一个信号,即溶液的平衡出现问题。这就应该用较强的盐酸作适当地清洁或对溶液进行补加。
残膜也可以产生结渣物,极少量的残膜溶于蚀刻液中,然后形成铜盐沉淀。残膜所形成的结渣说明前道去膜工序不彻底。去膜不良往往是边缘膜与过电镀共同造成的结果
❷ 电镀发白了怎么处理
发白产生的原因及解决办法
镀镍后产生白雾通常是和深孔等处发黑同时出现的,是因为镀镍溶液被金属杂质和有机物杂质污染了。金属杂质如锌、铜会导致低电流区镀层发暗发黑;有机杂质过多、添加剂使用不当或失衡(见下注)都会引起镀镍层发雾、发白,解决办法是对镀液进行处理。其处理工艺如下;
(1)取出阳极,加除杂水5ml/l,加热60—70度C,空气搅拌2小时。(手头无可靠除杂剂时可不加)。
(2)有机杂质多时,先加入3—5ml/lr的30%双氧水处理,气搅拌3小时。
(3)将3—5g/l粉末状活性在不断搅拌下加入,继续气搅拌2小时,关搅拌静置4小时,过滤,同时清缸。
(4)清洗保养阳极挂回。
(5) 用镀了镍的瓦楞形铁板作阴极,在0.5—0.1安/平方分米的电流密度下进行电解,直至瓦楞板表面转变为灰白色(近似暗镍颜色)为止,此过程约4—12小时,杂质过多时需时更长。电解时必须开启空气搅拌或阴极移动,以提高处理效果。
(6)分析调整各参数、加入处理理中损失的部分添加剂、润湿剂,必要时进行霍尔槽试验,合格后即可试镀。
❸ 整个PCB的制作流程
制造流程
PCB的制造过程由玻璃环氧树脂(Glass Epoxy)或类似材质制成的「基板」开始。
影像(成形/导线制作)
制作的第一步是建立出零件间联机的布线。我们采用负片转印(Subtractive transfer)方式将工作底片表现在金属导体上。这项技巧是将整个表面铺上一层薄薄的铜箔,并且把多余的部份给消除。追加式转印(Additive Pattern transfer)是另一种比较少人使用的方式,这是只在需要的地方敷上铜线的方法,不过我们在这里就不多谈了。
如果制作的是双面板,那么PCB的基板两面都会铺上铜箔,如果制作的是多层板,接下来的步骤则会将这些板子黏在一起。
接下来的流程图,介绍了导线如何焊在基板上。
影像(成形/导线制作),续
正光阻剂(positive photoresist)是由感光剂制成的,它在照明下会溶解(负光阻剂则是如果没有经过照明就会分解)。有很多方式可以处理铜表面的光阻剂,不过最普遍的方式,是将它加热,并在含有光阻剂的表面上滚动(称作干膜光阻剂)。它也可以用液态的方式喷在上头,不过干膜式提供比较高的分辨率,也可以制作出比较细的导线。
遮光罩只是一个制造中PCB层的模板。在PCB板上的光阻剂经过UV光曝光之前,覆盖在上面的遮光罩可以防止部份区域的光阻剂不被曝光(假设用的是正光阻剂)。这些被光阻剂盖住的地方,将会变成布线。
在光阻剂显影之后,要蚀刻的其它的裸铜部份。蚀刻过程可以将板子浸到蚀刻溶剂中,或是将溶剂喷在板子上。一般用作蚀刻溶剂的有,氯化铁(Ferric Chloride),碱性氨(Alkaline Ammonia),硫酸加过氧化氢(Sulfuric Acid + Hydrogen Peroxide),和氯化铜(Cupric Chloride)等。蚀刻结束后将剩下的光阻剂去除掉。这称作脱膜(Stripping)程序。
您可以由下面的图片看出铜线是如何布线的。
这项步骤可以同时作两面的布线。
钻孔与电镀
如果制作的是多层PCB板,并且里头包含埋孔或是盲孔的话,每一层板子在黏合前必须要先钻孔与电镀。如果不经过这个步骤,那么就没办法互相连接了。
在根据钻孔需求由机器设备钻孔之后,孔璧里头必须经过电镀(镀通孔技术,Plated-Through-Hole technology,PTH)。在孔璧内部作金属处理后,可以让内部的各层线路能够彼此连接。在开始电镀之前,必须先清掉孔内的杂物。这是因为树脂环氧物在加热后会产生一些化学变化,而它会覆盖住内部PCB层,所以要先清掉。清除与电镀动作都会在化学制程中完成。
多层PCB压合
各单片层必须要压合才能制造出多层板。压合动作包括在各层间加入绝缘层,以及将彼此黏牢等。如果有透过好几层的导孔,那么每层都必须要重复处理。多层板的外侧两面上的布线,则通常在多层板压合后才处理。
处理阻焊层、网版印刷面和金手指部份电镀
接下来将阻焊漆覆盖在最外层的布线上,这样一来布线就不会接触到电镀部份外了。网版印刷面则印在其上,以标示各零件的位置,它不能够覆盖在任何布线或是金手指上,不然可能会减低可焊性或是电流连接的稳定性。金手指部份通常会镀上金,这样在插入扩充槽时,才能确保高品质的电流连接。
测试
测试PCB是否有短路或是断路的状况,可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷,电子测试则通常用飞针探测仪(Flying-Probe)来检查所有连接。电子测试在寻找短路或断路比较准确,不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。
零件安装与焊接
最后一项步骤就是安装与焊接各零件了。无论是THT与SMT零件都利用机器设备来安装放置在PCB上。
THT零件通常都用叫做波峰焊接(Wave Soldering)的方式来焊接。这可以让所有零件一次焊接上PCB。首先将接脚切割到靠近板子,并且稍微弯曲以让零件能够固定。接着将PCB移到助溶剂的水波上,让底部接触到助溶剂,这样可以将底部金属上的氧化物给除去。在加热PCB后,这次则移到融化的焊料上,在和底部接触后焊接就完成了。
自动焊接SMT零件的方式则称为再流回焊接(Over Reflow Soldering)。里头含有助溶剂与焊料的糊状焊接物,在零件安装在PCB上后先处理一次,经过PCB加热后再处理一次。待PCB冷却之后焊接就完成了,接下来就是准备进行PCB的最终测试了。
❹ 求文档: PCB电镀铜工艺和常见问题的处理
酸性电镀铜工艺
◎酸性镀铜常见故障及处理
故障 可能原因 纠正方法
镀层与基体结合力差 镀前处理不良 加强和改进镀前处理
镀层烧焦 ① 铜浓度太低
② 阳极电流密度过大
③ 液温太低
④ 阳极过长
⑤ 图形局部导致密度过稀
⑥ 添加剂不足 ① 分析并补充硫酸铜
② 适当降低电流密度
③ 适当提高液温
④ 阳极就砒阴极知5-7CM
⑤ 加辅助假阴极或降低电流
⑥ 赫尔槽试验并调整
镀层粗糙有铜粉 ① 镀液过滤不良
② 硫酸浓度不够
③ 电流过大
④ 添加剂失调 ① 加强过滤
② 分析并补充硫酸
③ 适当降低
④ 通过赫尔槽试验调整
台阶状镀层 氯离子严重不足 适当补充
局部无镀层 ① 前处理未清洗干净
② 局部有残膜或有机物 ① 加强镀前处理
② 加强镀前检查
镀层表面发雾 有机污染 活性炭处理
低电流区镀层发暗 ① 硫酸含量低
② 铜浓度高
③ 金属杂质污染
④ 光亮剂浓度不当或选择不当 ① 分析补充硫酸
② 分析调整铜浓度
③ 小电流处理
④ 调整光亮剂量或另选品种
镀层在麻点、针孔 ① 前处理不干净
② 镀液有油污
③ 搅拌不够
④ 添加剂不足或润湿剂不足 ① 加强镀前处理
② 活性炭处理
③ 加强搅拌
④ 调正或补充
镀层脆性大 ① 光亮剂过多
② 液温过低
③ 金属杂质或有机杂质污染 ① 活性炭处理或通电消耗
② 适当提高液温
③ 小电流处理和活性炭处理
金属化孔内有空白点 ① 化学沉铜不完整
② 镀液内有悬浮物
③ 镀前处理时间太长,蚀掉孔内镀层 ① 检查化学沉铜工艺操作
② 加强过滤
③ 改善前处理
孔周围发暗(所谓鱼眼状镀层) ① 光亮剂过量
② 杂质污染引起周围镀层厚度不足
③ 搅拌不当 ① 调整光亮剂
② 净化镀液
③ 调整搅拌
阳极表面呈灰白色 氯离子太多 除去多余氯离子
阳极钝化 ① 阳极面积太小
② 阳极黑膜太厚 ① 增大阳极面积至阴极的2倍
② 检查阳极含P是否太多
资料太多了 不好复制