干膜技术性能全方位介绍

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印制电路制造者都希望选用性能良好的干膜,以保证印制板质量,稳定生产,提高效益。近年来随着电子工业的迅速发展,印制板的精度密度不断提高,为满足印制板生产的需要,不断有推出新的干膜产品,性能和质量有了很大的改进和提高。

使用干膜时,首先应进行外观检查。质量好的干膜必须无气泡、颗粒、杂质;抗蚀膜厚度均匀;颜色均匀一致;无胶层流动。如果干膜存在上述要求中的缺陷,就会增加图像转移后的修版量,严重者根本无法使用。膜卷必须卷绕紧密、整齐,层间对准误差应小于1mm,这是为了防止在贴膜时因卷绕误差而弄脏热压辊,也不会因卷绕不紧而出现连续贴膜的故障。聚酯薄膜应尽可能薄,聚酯膜太厚会造成曝光时光线严重散射,而使图像失真,降低干膜分辨率。聚酯薄膜必须透明度高,否则会增加曝光时间。聚乙烯保护膜厚度应均匀,如厚度不均匀将造成光致抗蚀层胶层流动,严重影响干膜的质量。一般在产品包装单或产品说明书上都标出光致抗蚀层的厚度,可根据不同的用途选用不同厚度的干膜。如印制蚀刻工艺可选光致抗蚀层厚度为25μm 的干膜,图形电镀工艺则需选光致抗蚀层厚度为38μm 的干膜。如用于掩孔,光致抗蚀层厚度应达到50μ m。

当在加热加压条件下将干膜贴在覆铜箔板表面上时,贴膜机热压辊的温度105土10℃,传送速度0.9~1.8米/分,线压力0.54公斤/cm,干膜应能贴牢。

感光性包括感光速度、曝光时间宽容度和深度曝光性等。感光速度是指光致抗蚀剂在紫外光照射下,光聚合单体产生聚合反应形成具有一定抗蚀能力的聚合物所需光能量的多少。在光源强度及灯距固定的情况下,感光速度表现为曝光时间的长短,曝光时间短即为感光速度快,从提高生产效率和保证印制板精度方面考虑,应选用感光速度快的干膜。

 

干膜曝光一段时间后,经显影,光致抗蚀层已全部或大部分聚合,一般来说所形成的图像可以使用,该时间称为最小曝光时间。将曝光时间继续加长,使光致抗蚀剂聚合得更彻底,且经显影后得到的图像尺寸仍与底版图像尺寸相符,该时间称为最大曝光时间。通常干膜的最佳曝光时间选择在最小曝光时间与最大曝光时间之间。最大曝光时间与最小曝光时间之比称为曝光时间宽容度。

干膜的深度曝光性很重要。曝光时,光能量因通过抗蚀层和散射效应而减少。若抗蚀层对光的透过率不好,在抗蚀层较厚时,如上层的曝光量合适,下层就可能不发生反应,显影后抗蚀层的边缘不整齐,将影响图像的精度和分辨率,严重时抗蚀层容易发生起翘和脱落现象。为使下层能聚合,必须加大曝光量,上层就可能曝光过度。

干膜的显影性是指干膜按最佳工作状态贴膜、曝光及显影后所获得图像效果的好坏,即电路图像应是清晰的,未曝光部分应去除干净无残胶。曝光后留在板面上的抗蚀层应光滑,坚实。干膜的耐显影性是指曝光的干膜耐过显影的程度,即显影时间可以超过的程度,耐显影性反映了显影工艺的宽容度。干膜的显影性与耐显影性直接影响生产印制板的质量。显影不良的干膜会给蚀刻带来困难,在图形电镀工艺中,显影不良会产生镀不上或镀层结合力差等缺陷。干膜的耐显影性不良, 在过度显影时,会产生干膜脱落和电镀渗镀等毛病。上述缺陷严重时会导致印制板报废。

所谓分辨率是指在1mm的距离内,干膜抗蚀剂所能形成的线条或间距的条数,分辨率也可以用线条或间距绝对尺寸的大小来表示。干膜的分辨率与抗蚀剂膜厚及聚酯薄膜厚度有关。抗蚀剂膜层越厚,分辨率越低。光线透过照相底版和聚酯薄膜对干膜曝光时,由于聚酯薄膜对光线的散射作用,使光线侧射,因而降低了干膜的分辨率,聚酯薄膜越厚,光线侧射越严重,分辨率越低。通常能分辨的最小平行线条宽度,一级指标<0.1mm ,二级指标≤ 0.15mm。

光聚合后的干膜抗蚀层,应能耐三氯化铁蚀刻液、过硫酸铵蚀刻液、酸性氯化铜蚀刻液、硫酸——过氧化氢蚀刻液的蚀刻。在上述蚀刻液中,当温度为50—55℃时,干膜表面应无发毛、渗漏、起翘和脱落现象。

在酸性光亮镀铜、氟硼酸盐普通锡铅合金、氟硼酸盐光亮镀锡铅合金以及上述电镀的各种镀前处理溶液中,聚合后的于膜抗蚀层应无表面发毛、渗镀、起翘和脱落现象。曝光后的干膜,经蚀刻和电镀之后,可以在强碱溶液中去除,一般采用3—5 %的氢氧化钠溶液,加温至60℃左右,以机械喷淋或浸泡方式去除,去膜速度越快越有利于提高生产效率。去膜形式最好是呈片状剥离,剥离下来的碎片通过过滤网除去,这样既有利于去膜溶液的使用寿命,也可以减少对喷咀的堵塞。通常在3—5 % (重量比)的氢氧化钠溶液中,液温60土10℃,一级指标为去膜时间30—75秒,二级指标为去膜时间60—150秒,去膜后无残胶。

干膜在储存过程中可能由于溶剂的挥发而变脆,也可能由于环境温度的影响而产生热聚合,或因抗蚀剂产生局部流动而造成厚度不均匀即所谓冷流,这些都严重影响干膜的使用。因此在良好的环境里储存干膜是十分重要的。干膜应储存在阴凉而洁净的室内,防止与化学药品和放射性物质一起存放。储存条件为:黄光区,温度低于27℃(5—21 ℃ 为最佳),相对湿度50%左右。储存期从出厂之日算起不大于六个月,超过储存期检验合格者仍可使用。在储存和运输过程中应避免受潮、受热、受机械损伤和受日光直接照射。

在生产操作过程中为避免漏曝光和重曝光,干膜在曝光前后颜色应有明显的变化,这就是干膜的变色性能。当使用于膜作为掩孔蚀刻时,要求干膜具有足够的柔韧性,以能够承受显影过程、蚀刻过程液体压力的冲击而不破裂,这就是干膜的掩蔽性能。

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性能良好的干膜