显影1

​4）显影不良：贴好的干膜后的覆铜箔层压板经曝光之后，还须经过显影机显影，将未曝光的干膜保持原成份，在显影机内与显影液发生下列反应：

-COOH+Na+→ -COONa+H+

其中-COONa是亲水基因，溶于水，从干膜上剥离下来，使整个板面显露出需电镀的图形，然后进行电镀。-COONa是干膜成份，Na+是显影溶液的主要成份，（Na2CO33％加适量的消泡剂）。如显影不准，使图形导线部分有余胶，会造成局部镀不上铜，形成废次品，这是显影段最容易出现的质量问题。

（5）曝光时间过长。当曝光过度时，紫外光透过照相底片上透明部分并产生折射、衍射现象，照射到照相底片不透明部分下的干膜处，使本来不应该发生光聚合反应的该部分干膜，被部分曝光后发生聚合反应，显影时就会产生余胶和线条过细的现象。因此，适当的控制曝光时间是控制显影效果的重要条件。

同时在批量生产时，还应该注意当紫外光管长期运行过程中，产生温升，热辐射量大，在底片下的干膜上发生类似与紫外线照射为类似作用，使干膜聚合，也称热聚合反应。为此，这就要求曝光机应有冷却装置。

（6）照相底片反差不够。照相底片的质量好坏，可采用光密度表示：底片黑的部分光密度高；透明的部分光密度小，两者之间差值越大越好，即称之谓反差好。如果照相底片本身反差不够，会直接影响到曝光时间的控制。如果某些用于图形转移的阳片，不透明部分光密度不够高，直接影响到覆盖下的干膜也会发生明显的光聚合反应，而且产生较大面积的余胶。所以，要严格控制照相底片的质量。

三、显影液、显影机对显影质量的影响：当采用美国金刻公司显影机。

显影液主要成份碳酸钠3％（加适量的消泡剂）显影的喷射压力1.8-2KGF/CM2，显影液的温度为28-320C，显影时间调整为通过显影区1/2处露铜。

若显影液浓度过低，显影速度缓慢；过高会损伤固化的图形，甚至脱落，因此每次生产前用测PH方法对显影液的浓度要严加控制；喷淋压力不足，会使干膜表面冲洗不干净，形成残胶、压力不足还会产生大量的气泡，使喷出来的碳酸钠有效浓度降低，反应不完全，也会产生余胶；显影液温度过低，也会造成碳酸钠与-COOH反应不完全，形成余胶。特别要提到的对于细导线图形的显影时，尽量采用低的喷淋压力、显影时间缩短，显影后可采用1％碳酸钠溶液并采用柔软泡沫塑料顺线条方向轻轻擦洗，最后用高压水泵清洗。

总之，严格控制所需要的工艺条件，就有可能确保显影高质量。使所获得的精细图形更加可靠和稳定。这仅仅是经验之谈，还必须根据所在企业的工艺装备和工艺水平，摸索出更有效的工艺方法和操作技巧。

干膜光致抗蚀的种类

*概述：

干膜光致抗蚀剂产生于1968年，而在七十年代初发展起来的i种感光材料，我国于七十年代中期开始干膜的研制和应用，至今已有几种产品用于印制电路板生产，由于干膜具有良好的工艺性能、优良的成像性和耐化学药品的性能，在图形电镀工艺中，它对于制造精密细导线、提高生产率、简化工序、改善产品质量等方面起到了其它光致抗蚀剂所起不到的作用。

*应用干膜制造印制板有如下特点：

☆有较高的分辨率，一般线宽可做到0．1mm；

☆干膜应用在图形电镀工艺中，电镀加厚在高而垂直的夹壁问进行，在镀层厚度小于抗蚀剂厚度时，可以防止产生镀层突延和防止去膜时抗蚀剂嵌入镀层下面，保证线条精度；

☆干膜的厚度和组成一致，避免成像时的不连续性，可靠性高；

☆应用干膜，大大简化了印制板制造工序，有利于实现机械化、自动化。

*干膜光致抗蚀齐种类

根据显影和去膜的方法可把干膜分为三种类型：

☆溶剂型干膜

使用有机溶剂作显影剂和去膜剂，例如用1．1．1三氯乙烷显影，二氯甲烷去膜，这两种溶剂遇火不燃烧。醋酸丁酯等有机溶剂也可用作显影和去膜，但易燃烧，很不安全。溶剂型干膜是美国最早研制并投入大量生产的一种干膜，我国早期也研制过。它的优点是技术成熟，工艺稳定，耐酸耐碱，应用范围广。但是，使用这种干膜需要消耗大量的有机溶剂，需要价格昂贵的显影和去膜设备及辅助装置，生产成本高，溶剂有毒，污染环境，所以日趋以水溶性干膜所取代，仅在特殊要求时才使用。

☆水溶型干膜

它包括半水溶性和全水溶性两种。半水溶性干膜显影剂和去膜剂以水为主，并加有2～15％的有机溶剂。全水溶性的干膜显影剂和去膜剂是碱的水溶液。半水溶性干膜成本较低，而全水溶性干膜的成本最低，毒性亦小。

☆干显影或剥离型干膜

这种干膜不需用任何显影溶剂，而是利用干膜的感光部分与未感光部分对聚酯薄膜表面和加工工件表面附着力的差别，在从曝光板上撕下聚酷薄膜时，未曝光的不需要的干膜随聚酯薄膜剥离下来，在加工工件表面留下已曝光的干膜；由此得到所需要的干膜图像。根据干膜的用途，可把干膜分为抗蚀干膜、掩孔干膜和阻焊干膜，抗蚀干膜和掩孔干膜用作制造印制板图像，而阻焊干膜是涂覆在印制板成品板的表面上，有选择地保护印制板表面，以便在焊接元器件时，防止导线和焊盘问的短路、桥接，它也是印制板表面的永久性保护层，能起到防潮、防霉、防盐雾等作用。由于阻焊干膜的成本高，并且在应用中需要昂贵的真空贴膜设备，因而被近年来飞速发展的液体感光阻焊剂所代替。

什么是图像转移

制造印制板过程中的一道工序就是将照相底版上的电路图像转移到覆铜箔层压板上，形成一种抗蚀或抗电镀的掩膜图像。抗蚀图像用于“印制蚀刻工艺”，即用保护性的抗蚀材料在覆铜箔层压板上形成正相图像，那些未被抗蚀剂保护的不需要的铜箔，在随后的化学蚀刻工序中被去掉，蚀刻后去除抗蚀层，便得到所需的裸铜电路图像。而抗电镀图像用于“图形电镀工艺”，即用保护性的抗蚀材料在覆铜层压板上形成负相图像，使所需要的图像是铜表面，经过清洁、粗化等处理后，在其上电镀铜或电镀金属保护层(锡铅、锡镍、锡、金等)，然后去掉抗蚀层进行蚀刻，电镀的金属保护层在蚀刻工序中起抗蚀作用。

以上两种工艺过过程概括如下：

印制蚀刻工艺流程：

下料→板面清洁处理→涂湿膜→曝光→显影（贴干膜→曝光→显影）→蚀刻→去膜→进入下工序

畋形电镀工艺过程概括如下：

下料→钻孔→孔金属化→预镀铜→板面清洁→涂湿膜→曝光→显影（贴干膜→曝光→显影）→形成负相图象

→图形镀铜→图形电镀金属抗蚀层→去膜→蚀刻→进入下工序

图像转移有两种方法，一种是网印图像转移，一种是光化学图像转移。网印图像转移比光化学图像转移成本低，在生产批量大的情况下更是如此，但是网印抗蚀印料通常只能制造大于或等于o．25mm的印制导线，而光化学图像转移所用的光致抗蚀剂朗制造分辨率高的清晰图像。本章所述内容为后一种方法。

光化学图像转移需要使用光致抗蚀剂，下面介绍有关光致抗蚀剂的一些基本知识

1)光致抗蚀剂：用光化学方法获得的，能抵抗住某种蚀刻液或电镀溶液浸蚀的感光材料。

2)正性光致抗蚀剂：光照射部分分解(或软化)，曝光显影之后，能把生产用照相底版上透明的部分从板面上除去。

3)负性光致抗蚀剂：光照射部分聚合(或交联)，曝光显影之后，能把生产用照相底版上透明的部分保留在板面上。

4)光致抗蚀剂的分类：

按用途分为耐蚀刻抗蚀剂和耐电镀抗蚀剂。

按显影类型分为全水溶性抗蚀剂、半水溶性抗蚀剂和溶剂性抗蚀剂。

按物理状态分为液体抗蚀剂和干膜抗蚀剂。

按感光类型分为正性抗蚀剂和负性抗蚀剂。

电路图形转移材料的演变

印制电路图形的转移所使用的原材料，自出现印制电路以来，原材料的研制与开发科学攻关工作从未停止过。从原始阶段设计采用抗蚀油漆或虫胶漆手工描绘简单的线路图形转移工艺技术的需要。但随着微电子技术的飞速发展，大规模集成电路和超大规模集成电路的广泛应用，要求印制电路板的制造技术，必须适应高密度、高精度、细导线、窄间距及小孔径电路图形转移需要。几十年来，研制与开发出新型的光致抗蚀剂与电路图形转移技术：如光致抗蚀干膜、湿法贴膜技术、电泳光致抗蚀膜和直接成像技术，都逐步地被制造印制电路板商家所采用，使电路图形的转移品质大幅度的提高。为叙述简便，就印制电路板制造过程中，所采用的电路图形转移原材料，按顺序加以简单论述：

一、液体感光胶：

液体感光胶在印制线路板初期生产中，被许多厂家所采用。它具有极明显的优点即配制简单、涂层薄、分辨率高和成本较低等。这些液体感光胶主体树脂最初采用以骨胶、聚乙烯醇胶为主。前者的主要缺点是质量不稳定，控制厚度困难，与基材铜箔的表面敷形程度不太理想；后者虽然敷形程度好，但其涂覆层的厚度难以均匀一致的进行控制。它们的分辨率却是很高的，导线宽度与间距可以达到0.15-0.05mm。但由于受其涂布方法（手摇或涂布离心机）和涂层的非均匀性的限制，以及其抗蚀能力受室内环境的湿度影响较大，不适宜大批量印制电路板的生产。

二、光致抗蚀干膜：

光致抗蚀干膜是六十年代后期研制与开发出来的光成像原材料。由主体树脂和光引发剂或光交联剂组成。又根据感光材料的种类的不同，有的增加触变剂、流平剂、填料等。此种材料的最大特点是分辨率高、抗蚀能力强、涂布均匀、感光层的厚度可制作成25μm、分辨率达到极限值为0.10mm。工序操作简单易实现自动化生产，适合大批量印制电路板生产。但随着组装密度要求越来越高，印制电路图形的导细更细和间距更窄。采用此类光致抗蚀干膜，要制造出0.10-0.076mm导线宽度就显得更加困难。而且制作出更薄的光致抗蚀干膜，从加工手段分析是不太可能。所以，基干膜本身厚度与涂覆尺寸的收缩限制再提高是很困难的。

三、湿法贴膜技术：

从成本分析，采用干膜法进行图形转移，生产中采用此法时间最长，而采用湿法贴膜技术，是最近几年的事情。它是利用干膜水溶性特点，使膜面部分液体形式排挤基板表面留在缺陷处的气泡并能填满和粘着牢固，经湿影后确保细导线图形的完整性和一致性。其实质是排挤基板面上与干膜间残留的微气泡，以免造成精细导线产生质量缺陷（缺口、针孔、断线等）。其分辨率可达到0.08mm。但是这种工艺方法也不可能再继续提高其分辨率。

四、阳极法电沉积光致抗蚀剂：

印制电路图形的导线越来越细、孔径越来越小及孔环越来越窄的发展趋势永无停止，芯片间脚间距从1.27mm降到0.75-0.625mm甚至更小。实际上焊盘尺寸仅比孔径大0.05mm；当孔中心距为1.25mm中间布线0.10mm三根导线，此时焊盘仅比孔径大0.12mm。因此焊盘每边比

孔径大0.06mm。这种规格要求的印制电路板无论是双面、多层或SMT用印制电路板以及出现BGA板即球栅阵列一种组装结构工艺。就BGA 用的多层印制电路板板（外层导线宽度为0.10-0.12mm、内层导线宽度为0.10mm、间距为0.075mm），其电路图形的转移采用上述任何原材料都无法达到其技术指标。因此研制与开发更新型的光致抗蚀剂-阳极法电沉积光致抗蚀剂（ED法）其基本原理是将水溶性的有机酸化合物等溶于槽液内，形成带有正、负荷的有机树脂团，而把基板铜箔作为一个极性（类似电镀一样）进行“电镀”即电泳，在铜的表面形成5-30μm光致抗蚀膜层，是可控制的。其分辨率可达到0.05-0.03mm。这种电路图形转移材料是很有发展前途的工艺方法。当然任何新型有图形转移材料都有它的局限性，随着高科技的发展还会研制与开发更适合更佳的原材料

液态光致抗蚀刻及图形转移工艺

四川省绵阳市灵通电气技工学校任桂珍

引言：PCB制造工艺（Technology）中，无论是单、双面板及多层板（MLB），最基本、最关键的工序之一是图形转移，即将照相底版（Art-work）图形转移到敷铜箔基材上。图形转移是生产中的关键控制点，也是技术难点所在。其工艺方法有很多，如丝网印刷（Screen Printing）图形转移工艺、干膜（Dry Film）图形转移工艺、液态光致抗蚀剂（Liquid Photoresist）图形转移工艺、电沉积光致抗蚀剂（ED膜）制作工艺以及激光直接成像技术（Laser Drect Image）。当今能取而代之干膜图形转移工艺的首推液态光致抗蚀剂图形转移工艺，该工艺以膜薄，分辨率(Resolution)高，成本低，操作条件要求低等优势得到广泛应用。本文就PCB图形转移中液态光致抗蚀剂及其制作工艺进行浅析。

一．液态光致抗蚀剂（Liquid Photoresist）

液态光致抗蚀剂（简称湿膜）是由感光性树脂，配合感光剂、色料、填料及溶剂等制成，经光照射后产生光聚合反应而得到图形，属负性感光聚合型。与传统抗蚀油墨及干膜相比具有如下特点：

a）不需要制丝网模版。采用底片接触曝光成像（Contact Printig），可避免网印所带来的渗透、污点、阴影、图像失真等缺陷。解像度(Resolution)大大提高，传统油墨解像度为200ｕm，湿膜可达40ｕm。

b）由于是光固化反应结膜，其膜的密贴性、结合性、抗蚀能力（Etch Resistance）及其抗电镀能力比传统油墨好。

c）湿膜涂布方式灵活、多样，工艺操作性强，易于掌握。

d）与干膜相比，液态湿膜与基板密贴性好，可填充铜箔表面轻微的凹坑、划痕等缺陷。再则湿膜薄可达5～10ｕｍ，只有干膜的1/3左右，而且湿膜上层没有覆盖膜（在干膜上层覆盖有约为25ｕｍ厚的聚酯盖膜），故其图形的解像度、清晰度高。如：在曝光时间为4S/7K时，干膜的解像度为75ｕｍ，而湿膜可达到40ｕｍ。从而保证了产品质量。

e）以前使用干膜常出现的起翘、电镀渗镀、线路不整齐等问题。湿膜是液态膜，不起翘、渗镀、线路整齐，涂覆工序到显形工序允许搁置时间可达４８ｈｒ，解决了生产工序之间的关联矛盾，提高了生产效率。

f）对于当今日益推广的化学镀镍金工艺，一般干膜不耐镀金液，而湿膜耐镀金液。

g）由于是液态湿膜，可挠性强，尤其适用于挠性板（Flexible Printed Board）制作。

h）湿膜由于本身厚度减薄而物d料成本降低，且与干膜相比，不需要载体聚酯盖膜（Polyester Cover sheet）和起保护作用的聚乙烯隔膜（Polyettylene Separator Sheet），而且没有象干膜裁剪时那样大的浪费，不需要处理后续废弃薄膜 因此，使用湿膜大约可以节约成本每平