陶瓷電路板因為其優異的導熱性、高機械強度、介電穩定等優點,在電子行業中已經得到越來越多的關注。和傳統PCB制作流程比較,陶瓷線路板的加工過程有著類似的地方,同時作為一種新型的材料,陶瓷電路板的制作工藝也有其獨到之處。其中最基本、最關鍵的工序之一是圖形轉移,即將照相底版圖形轉移到陶瓷基材上。圖形轉移是生產中的關鍵控制點,也是技術難點所在。其工藝方法有很多,如絲網印刷(Screen Printing)圖形轉移工藝、干膜(Dry Film)圖形轉移工藝、液態光致抗蝕劑(Liquid Photoresist)圖形轉移工藝、電沉積光致抗蝕劑(ED膜)制作工藝以及激光直接成像技術(Laser Drect Image)。
在圖形轉移工序中主要用到的光致抗蝕劑形式有:
1:干膜(Dry Film)圖形轉移工藝。其主要構造可分為聚酯膜(PET FILM),聚乙烯膜(PE FILM)以及干的感光樹脂膜組成的三明治結構。
2:液態光致抗蝕劑(Liquid Photoresist)圖形轉移工藝。 液態光致抗蝕劑有光分解型的正性膜和光聚合型的負性膜,其中以負性膜使用較廣泛。
3:電沉積光致抗蝕劑(ED膜)制作工藝。將感光性物質做成膠體,再以電泳法析出在電路板上。膠體特性可以為正性或負性,有較好的均勻覆蓋性,對不平整或彎曲的表面有良好的覆蓋性,主要用于細線路制程和通孔封孔制程。
一、干膜(Dry Film)圖形轉移工藝
光致抗蝕干膜是感光性聚合物,它在紫外燈的作用下發生聚合反應,未聚合的齊聚物含有羥基和酯基,能在堿性溶液中溶解。最大特點是分辨率較高,其分辨力約0.1mm,甚至0.02mm,極限可做到0.0125mm,較IC的光刻膠的要低很多(約1um甚至0.5um)。隨著組裝密度要求越來越高,印制電路圖形的導線更細和間距更窄,采用干膜工藝會變得越來越困難。干膜圖形轉移工藝中需要用的設備是壓膜機:
二、液態光致抗蝕劑(Liquid Photoresist)圖形轉移工藝
液態濕膜是光固化反應結膜,其膜的密貼性、結合性、抗蝕能力及其抗電鍍能力比傳統干膜和油墨要好,并且液態濕膜與基板密貼性好,能有效解決基材表面微小缺陷,諸如針孔、凹陷、劃傷等造成的凹凸不平,從而提高貼膜良率。液態濕膜可薄可達5-10um,分辨率一般在25um以下,可以提高線路的制作精細度,而且可以降低生產成本。濕膜涂覆的設備是滾涂機/沉涂機:
三、電沉積光致抗蝕劑(ED膜)制作工藝
ED法的基本原理是將水溶性的有機酸化合物等溶于槽液內,形成帶有正、負電荷的有機樹脂團,而把基板銅箔作為一個極性進行電鍍處理,在銅的表面形成可控制的5-30um的光致抗蝕膜層,其分辨率可達到0.05-0.03mm。主要用來解決孔徑小、孔環窄的技術難題。
四、激光直接成像技術(Laser Drect Image)
LDI是利用激光直接將圖形掃描到感光干膜上,由于不需要照相底片,避免了使用底片漲縮引起的尺寸偏差,曝光時光纖不平行帶來的偏差,同時還能提供高度靈活性和高精確性滿足于任何復雜圖像。
五、在光致抗蝕劑貼覆到板面后,需要進行曝光。任何一種抗蝕劑都有其自身特有的光譜吸收曲線,而任何一種光源也都有自身的發射光譜曲線。如果抗蝕劑的光譜吸收主峰與光源的光譜發射主峰相重疊或者大部分重疊,則兩者匹配良好,曝光效果最佳。曝光的示意圖和原理如下:
嚴格來講,以時間來計量曝光是不科學的,因為光源的強度往往隨著外界電壓的波動及燈的老化而改變。光能量定義的公式為E=IT。E為總曝光量(MJ/CM2),I為光強度(MW/CM2),T為曝光時間。通常根據不同的曝光機,即光源、燈的功率及燈距來選擇最優的曝光時間。不同的光源類型顯影出來的效果圖如下:
如今陶瓷PCB運用到越來越多的領域,每個行業的特點和要求也不一樣。斯利通在充分了解客戶的需求后,針對不同的產品采用不同的工藝,為客戶提供量身定制的解決方案。
審核編輯:湯梓紅
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