抗电镀油墨厚度均匀的线路板制作工艺

 叶惠萍  骆芬  王春文 

摘要

蚀刻也称光化学蚀刻，指通过曝光制版、显影后，将要蚀刻区域的保护膜去除，在蚀刻时接触化学溶液，达到溶解腐蚀的作用，形成凹凸或者镂空成型的效果。本文抗电镀油墨PCB的蚀刻工艺流程入手，首先介绍了课题的研究背景及研究意义，然后介绍了PCB多层电路板的蚀刻工艺流程，进一步分析了PCB蚀刻工艺技术，并探讨了PCB蚀刻工艺常见问题及解决措施。

关键词：PCB；多层电路板；工艺制作

1 引言

电子元器件的进步对印制线路板起到了推动作用。尤其自90年代以来，随着集成电路技术（从LIC到VLIC再到ULIC和ASIC）和组装技术的持续发展，PCB经历了材料、生产工艺、设备和测试等方面的巨大变革与进步。PCB技术不断迈向高密度、高精度、细线条/细间距、高可靠性、多层化、高速传输以及轻薄化方向发展；而生产过程则致力于提高生产效率、降低成本、减少污染，并适应多样品种小批量生产需求。

2 PCB板的工艺流程

2.1抗电镀油墨简介

抗电镀油墨被广泛应用于金属表面的立体浮雕整饰工艺，即网印阴图。这种油墨通过电镀堆积来实现立体浮雕效果。除了具备耐蚀刻性的特点外，抗电镀油墨还需要具备适当的触变性。在阴图印刷过程中使用的油墨应当具备以下特点：不易扩展、不溶解于电镀液、不含导电物质等。目前市场上主要存在四种类型的抗电镀油墨，包括沥青型、改性聚乙烯型、合成橡胶型和热固环氧树脂型。

2.2抗电镀油墨厚度均匀的应用工艺

2.2.1 前处理

表面清洁处理I：可用自动或半自动清洁处理线对板面进行清洁处理，去油→酸蚀→水洗→刷板干燥→板面装饰处理。

表面清洁处理II：用手工操作，先用有机溶剂擦拭表面，然后在60℃，5％NaOH中处理0.5～1 min。水洗后浸入5％的H2SO4或HNO2中处理0.5min，最后水洗干燥。

2.2.2 表面装饰处理

底层无特殊要求，即可进入下道工序。如果有装饰要求（其中包括凸出面、凹下面上的图案）可选择下列装饰处理方法。

抛光（机械抛光、化学抛光、电化学抛光）；拉丝（拉短丝、拉长丝）；旋光；喷砂（水喷砂、普通喷砂）；砂面（用砂面剂处理）；化学毛面（化学毛面剂处理）；化学粗化药白（亦称瓷面处理）。

装饰处理后的表面应干净、无任何残留杂质，并进行板面的亲水试验（即不滑水）。

2.2.3 网印

为满足需求，对油墨进行搅拌或稀释时需要注意以下几点。首先，为了减少气泡的产生，在搅拌过程中应该沿着同一个方向搅动，并特别关注底部的搅拌情况。其次，在完成搅拌后，为了使油墨达到最佳状态，建议让其静止放置至少20分钟再使用。如果在网印过程中出现气泡问题，这些气泡通常会在大约1分钟左右自行消失。在选择网距时，应确保在0.8～2.0毫米范围内进行调整。如果网距太小，则易导致粘板现象；而网距太大则可能导致下墨量不足。丝网的选用推荐使用90～300目的单丝尼龙丝网。根据个人偏好和实际需求，可以选择机械网印、手工网印或滚涂等不同的方式进行操作。当需要双面印刷时，可以选择不同的夹具或制作自定义工装。一旦完成第一面的印刷，在立即开始第二面印刷是可行的。胶刮硬度应该控制在60度或70度范围内。

2.2.4 预干燥

烘箱：（80±5）℃ 15～20min。远红外烘道：（80±5）℃ 5～6min。高红外烘道：（80±5）℃ 1～1.2min。烘箱烘烤时，板间距应大于30 mm。

2.2.5 曝光

检查底片的反差时必须严格进行，确保没有擦伤或划伤。对于重氮片，在正式使用之前需要进行曝光样件的试验。曝光能量可以选择在60至120mJ/cm²之间，或者根据印墨的厚度来确定曝光能量和时间。对于制造高精度和精密网点图形而言，低能量的曝光设备并不适用。根据21级光梯表中7至9级的曝光指数来选择合适的曝光时间。注意曝光机晒架温度应该控制在30℃以下。完成曝光后，板材应放置在室内约15分钟后再进行显影，但最长不超过24小时。简易曝光设备或者低能量的曝光设备需要进行实验以确定最佳的曝光时间。

6．显影

显影液成分为1～1.2％Na2CO3。显影机喷嘴压力在2～3kg／cm2，喷嘴以扇形喷嘴为宜。显影温度为（30±2）℃。显像点应控制在显影区的3／4处（显像点 显影的板经过显影区时全部显露出图形的位置）。

手工显影：显影温度最佳为30±2℃，一般室温显影也可满足手工显影要求；可用甲乙两个显影池（盆），先后两次显影更能保证显影质量。当甲池显影液失效时，由乙池代替甲池，再将新配的显影液注入甲池，甲乙两池循环使用；将曝光后的板浸入甲池，待未曝光的图形溶胀后用软毛刷轻轻刷拭使其显出图形，然后再浸入乙池，洗去多余的残墨，最后用流水冲洗干净。

显影的检查

方法1，将显影后的板浸入1％～2％的盐基青莲紫溶液中，2min后取出，用水冲洗，若被显掉的部分仍有紫色，说明没有显干净。可再次调整时间进行再显影

方法2，如果被显影的是铜板，可将板浸入5％的氯化铜溶液中，1min后取出时铜面时应呈粉红色，这时说明已经显影干净。如果仍为原来铜的本色说明没有显干净。

2.2.7水洗干燥

可使用自动线或半自动线水洗或手工水洗（一定要三级水洗）。可在线（指自动线或半自动线）干燥亦可鼓风干燥。

2.2.8后烘烤

后烘烤的目的是再次加强墨层的抗蚀刻和抗电镀的能力，但在去墨时需延长时间或提高温度，操作时应细心掌握好。

后烘烤应根据不同的产品和工艺要求进行。温度：100～150℃，时间为10～60 min。

2.2.9电镀

自动线或半自动线的在线电镀，亦可手动电镀。镀种有Cu、Cu＋Sn、Cu＋PbSn、Cu＋NiAu。

3PCB蚀刻工艺常见问题及解决措施

3.1印制电路中输送带上前进的基板呈现斜走现象解决办法

（1）按设备说明书进行调整，调整各段滚轮的水平角度与排列，应符合技术要求。

（2）详细检查各段喷管摆动是否正确，并按设备说明书进行调整。

（3）应按照工艺要求逐段地进行检查，将损坏或损伤的齿轮和滚轮更换。

（4）经详细检查后将损坏的传动杆进行更换。

（5）应将损坏的附件进行更换。

（6）经检查后应按照设备说明书调整挡板的角度及高度。

（7）适当的调整喷淋压力。

3.2印制电路中板面线路蚀铜未彻底，部分边缘留有残铜解决办法

（1）检查退膜情形，严格控制镀层厚度，避免镀层延伸。

（2）根据蚀刻质量调整蚀刻机输送带的速度。

（3）A检查贴膜程序，选择适当的贴膜温度和压力，提高干膜与铜表面的附着力。

B检查贴膜前铜表面微粗化状态。

3.3印制电路中蚀刻过度导线变细解决办法

（1）检查铜层厚度与传动速度之间的关系，并设定操作参数。

（2）检测蚀刻液的PH,如高出工艺规定的范围，可采用加强抽风直到恢复正常。

（3）检测比重值，若低于设定值时，则应添加铜盐并停止子液的补充，使其比重值回升到工艺规定的范围内。

结语

PCB是电子工业重要的电子部件之一，几乎每种电子设备，小到电子手表，计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用的武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了他们之间电气互联，都要使用印制板。在知识经济时代由于知识的对抗更加剧了市场的竞争，各行各业的技术进步、技术创新的速度会更加加快，在这样的竞争态势下，PCB业界更需要创新才有可能被飞驶的时代列车抛出车外。

参考文献

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