pcb线路板内层曝光原理
2022年4月18日
PCB板又称印刷电路板、印刷线路板,简称印制板,以绝缘板为基材,切成一定尺寸,上面至少附有一个导电图形,并布有孔(如元件孔、紧固孔、金属化孔等),并实现电子元器件之间的相互连接。由于这种板是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。
PCB线路板曝光有两种:线路曝光和阻焊曝光。这种效应是基于紫外辐照,使辐照区域的一部分固化,然后根据显影有利于形成线路图案或阻焊图形。
PCB板的曝光和显影是PCB板生产过程中的重要步骤,曝光即是PCB板在菲林底板的遮挡下,对电路图部分进行曝光,曝光后这一部分即发生了聚合反应,然后在显影过程中,未曝光部分可以使用显影液清洗掉,而曝光后发生聚合反应的部分则不能够清洗掉,这样PCB板上的电路则初步形成了。
线路曝光的过程是先将覆铜板上贴上感光膜,然后与线路图形底片放在一起用紫外线曝光,受到紫外线照射的感光膜会发生聚合反应,这里的感光膜能在显影时抵抗Na2CO3弱碱溶液的冲刷,而未感光的部分会在显影时冲掉。这样就成功将底片上的线路图形转移到覆铜板上;
阻焊曝光的过程一样,在线路板上涂上感光漆,然后将需要焊接的地方在曝光时遮挡住,使得在显影后焊盘露出来。
影响曝光成像质量的因素
影响曝光成像质量的因素除干膜光致抗蚀剂的性能外,光源的选择、曝光时间(曝光量)的控制、照相底版的质量等都是影响曝光成像质量的重要因素。
1)光源的选择
任何一种干膜都有其自身特有的光谱吸收曲线,而任何一种光源也都有其自身的发射光谱曲线。如果某种干膜的光谱吸收主峰能与某种光源的光谱发射主峰相重叠或大部分重叠,则两者匹配良好,曝光效果。
国产干膜的光谱吸收曲线表明,光谱吸收区为310—440nm(毫微米)。从几种光源的光谱能量分布可看出,镐灯、高压汞灯、碘镓灯在310—440nm波长范围均有较大的相对辐射强度,是干膜曝光较理想的光源。氙灯不适应于干膜的曝光。
光源种类选定后,还应考虑选用功率大的光源。因为光强度大,分辨率高,而且曝光时间短,照相底版受热变形的程度也小。此外灯具设计也很重要,要尽量做到使入射光均匀性好,平行度高,以避免或减少曝光后效果不佳。
2)曝光时间(曝光量)的控制
在曝光过程中,干膜的光聚合反应并非“一引而发”或“一曝即成”,而是大体经过三个阶段。
干膜中由于存在氧或其它有害杂质的阻碍,因而需要经过一个诱导的过程,在该过程内引发剂分解产生的游离基被氧和杂质所消耗,单体的聚合甚微。但当诱导期一过,单体的光聚合反应很快进行,胶膜的粘度迅速增加,接近于突变的程度,这就是光敏单体急骤消耗的阶段,这个阶段在曝光过程中所占的时间比例是很小的。当光敏单体大部分消耗完时,就进入了单体耗尽区,此时光聚合反应已经完成。
正确控制曝光时间是得到优良的干膜抗蚀图像非常重要的因素。当曝光不足时,由于单体聚合的不彻底,在显影过程中,胶膜溶涨变软,线条不清晰,色泽暗淡,甚至脱胶,在电镀前处理或电镀过程中,膜起翘、渗镀、甚至脱落。当曝光过头时,会造成难于显影,胶膜发脆、留下残胶等弊病。更为严重的是不正确的曝光将产生图像线宽的偏差,过量的曝光会使图形电镀的线条变细,使印制蚀刻的线条变粗,反之,曝光不足使图形电镀的线条变粗,使印制蚀刻的线条变细。