1前言

　　隨著電子產(chǎn)品向小型化、多功能化發(fā)展，印制電路板的設(shè)計(jì)密度更高、導(dǎo)線更細(xì)、孔徑更小，加工難度不斷增大。如果按照傳統(tǒng)工藝來(lái)加工，生產(chǎn)出的印制板不僅質(zhì)量差，而且報(bào)廢多。要保證加工出滿足設(shè)計(jì)要求的高品質(zhì)、高精度的印制板，降低報(bào)廢，應(yīng)對(duì)印制板的圖形制作、蝕刻過(guò)程等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的工藝進(jìn)行有效控制。

　　在印制板加工中，一般來(lái)說(shuō)，報(bào)廢產(chǎn)生最多的環(huán)節(jié)就是蝕刻過(guò)程。出現(xiàn)報(bào)廢的最主要原因：(1)蝕刻過(guò)程參數(shù)控制不良，出現(xiàn)圖形部分線條變細(xì)、蝕刻不干凈造成短路；(2)圖形轉(zhuǎn)移不良，造成斷線、線條缺口、粗細(xì)不一致等。

1印制板圖形制作環(huán)節(jié)控制

　　印制板的加工流程是根據(jù)用戶的電路設(shè)計(jì)圖進(jìn)行光繪，制作出照相底版后，再經(jīng)過(guò)絲印感光膜、圖形曝光轉(zhuǎn)移，完成印制板的圖形轉(zhuǎn)移。圖形轉(zhuǎn)移品質(zhì)的好壞直接影響印制板質(zhì)量，尤其是精細(xì)線條的印制板。在圖形轉(zhuǎn)移中需要控制底版質(zhì)量、絲印濕膜、曝光及顯影等環(huán)節(jié)。

1．1  控制底版質(zhì)量是圖形轉(zhuǎn)移質(zhì)量的前提

　　在印制電路板的圖形轉(zhuǎn)移加工工藝控制中，底版的質(zhì)量是保證電路板圖形轉(zhuǎn)移質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。照相底版的品質(zhì)直接影響電路板的圖形質(zhì)量。

　　底版是由電路設(shè)計(jì)的原圖，通過(guò)激光光繪機(jī)制版后制作而成的。底版的片基材料一般是175um厚的PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)，片基的要求是平整、無(wú)劃傷、無(wú)折痕，并在保質(zhì)期內(nèi)。

　　經(jīng)激光光繪后的底版，技術(shù)質(zhì)量要求為：(1)符合設(shè)計(jì)原圖的技術(shù)要求；(2)電路圖形準(zhǔn)確；(3)黑白強(qiáng)度比大即黑白反差大；(4)導(dǎo)線齊整、無(wú)變形：(5)經(jīng)過(guò)拼版的底版圖形無(wú)變形或失真現(xiàn)象；(6)黑度均勻一致，黑的部分無(wú)針孔、缺口、毛邊、劃傷等缺陷；(7)透明部分無(wú)黑點(diǎn)及其它雜質(zhì)。

　　以上任意一個(gè)要求不符，在進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移時(shí)將會(huì)產(chǎn)生印制板圖形制作不良，造成印制板加工的不良品甚至報(bào)廢。

　　為保證圖形制作質(zhì)量，特別是高精度、高品質(zhì)的印制板，首先對(duì)光繪底版的制作、存放環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)，保證環(huán)境的溫濕度，減少底版因溫濕度變化造成的變形。其次在光繪工段設(shè)有專職底版檢驗(yàn)員，嚴(yán)格控制底版的品質(zhì)，并且要求對(duì)圖形轉(zhuǎn)移使用的菲林底版，操作者在曝光前、中、后均需檢查所使用的底版是否有劃傷、雜質(zhì)。全面控制底版質(zhì)量。　　　　  

1．2  絲印環(huán)節(jié)對(duì)圖形轉(zhuǎn)移質(zhì)量的影響

　　圖形轉(zhuǎn)移前覆銅板表面必須經(jīng)過(guò)前處理，保證油墨絲印層與銅箔有良好的結(jié)合力。通常使用機(jī)械／化學(xué)聯(lián)合處理的磨板生產(chǎn)線，去除板面的氧化層及雜物。絲印感光膜的印刷厚度、預(yù)烘時(shí)間控制是本環(huán)節(jié)的控制關(guān)鍵。

　　一般液態(tài)抗蝕感光油墨(俗稱濕膜)絲印的厚度，由所選用的絲網(wǎng)的目數(shù)來(lái)決定。根據(jù)加工經(jīng)驗(yàn)，選用絲印目數(shù)為120目一160目，刮板的硬度選用700—750來(lái)進(jìn)行絲印，效果比較好。絲印后預(yù)烘的過(guò)程控制，嚴(yán)格按工藝參數(shù)操作。絲印環(huán)境要求無(wú)塵，防止灰塵、雜物落入絲印的板面，影響精細(xì)圖形的質(zhì)量。

　　由于絲印板面臟、油墨進(jìn)孔、預(yù)烘過(guò)度或不足的板子均作退洗板處理。對(duì)剛絲印預(yù)烘完的板子，應(yīng)靜置10min-15min后再轉(zhuǎn)到下道工序。

1．3  曝光、顯影環(huán)節(jié)對(duì)圖形轉(zhuǎn)移質(zhì)量的影響

　　印制板的圖形轉(zhuǎn)移真正實(shí)現(xiàn)是通過(guò)曝光和顯影工序。

　　曝光工序首先控制環(huán)境清潔度、曝光機(jī)清潔、工作臺(tái)的清潔(按規(guī)定的清潔頻率)。在曝光過(guò)程中定時(shí)檢查清潔菲林底版、曝光機(jī)、臺(tái)面。對(duì)檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)改正、修補(bǔ)。

　　圖形轉(zhuǎn)移還須對(duì)曝光參數(shù)、對(duì)位的準(zhǔn)確度嚴(yán)格控制。曝光的能量、時(shí)間等參數(shù)控制，依據(jù)工藝參數(shù)嚴(yán)格執(zhí)行。對(duì)絲印轉(zhuǎn)來(lái)的板子須冷卻至室溫后再進(jìn)行曝光，并注意在印制板曝光后，靜置15min以上再進(jìn)行顯影。同時(shí)注意顯影藥水、溫度、效果等環(huán)節(jié)對(duì)圖形轉(zhuǎn)移的影響。

　　圖形轉(zhuǎn)移的最后是修板檢查，即全面檢查圖形的正確性、完整性，對(duì)不足地方進(jìn)行修板。重點(diǎn)檢查圖形線路上有無(wú)可能造成斷線缺口的潛在缺陷；檢查濕膜層是否有露銅、針孔；是否有偏孔、掉膜；檢查圖形線路的顯影質(zhì)量，線條是否有斷線、線細(xì)等問(wèn)題，不合格板返洗，重新做。

2蝕刻過(guò)程的質(zhì)量控制

　　印制板圖形蝕刻后，圖形線寬等的精度控制對(duì)印制板的質(zhì)量至關(guān)重要。故在蝕刻過(guò)程中，如何控制影響蝕刻品質(zhì)的各參數(shù)、蝕刻溶液等對(duì)印制板圖形精度質(zhì)量影響比較關(guān)鍵。

2．1  蝕刻參數(shù)對(duì)印制板圖形精度的影響

　　印制板的蝕刻工藝所用的蝕刻液種類較多，針對(duì)我們使用的堿性蝕刻液來(lái)說(shuō)，影響其蝕刻效果的因素有銅離子濃度、pH值、氯離子濃度及溫度等。蝕刻液中Cu：+濃度、pH值、NH4Cl濃度和蝕刻液的溫度，都影響著蝕刻速率。要保證良好的蝕刻質(zhì)量，需控制好上述各因素。

2．1．1銅離子濃度

　　蝕刻液中Cuz+起著氧化劑作用，其濃度的高低是影響蝕刻速率的主要因素。在印制板蝕刻過(guò)程中，隨著銅的不斷溶解，溶液的比重將不斷升高。經(jīng)實(shí)踐證實(shí)：隨著銅離子濃度增加，蝕刻速率逐漸加快，但溶液中銅離子增加到一定程度時(shí)蝕刻速率反而下降。通過(guò)控制比重，來(lái)保證蝕刻液中銅離子的濃度。最佳的銅量濃度為90g／l-125g／I之間。　　　　　　　  

2．1．2pH值

　　由于氨水濃度大小直接影響蝕刻液的pH值，因此pH值影響即是氨水濃度對(duì)蝕刻的影響。通常控制蝕刻液的pH值在8．3—8．8之間。pH值低于8．0時(shí)，蝕刻速率減慢，且對(duì)金屬抗蝕層有侵蝕；而且蝕刻液容易出現(xiàn)沉淀，堵塞噴嘴，造成蝕刻困難。DH值高于9．0時(shí)，蝕刻的側(cè)蝕增大，影響蝕刻精度。

當(dāng)pH值保持在8．3—8．8時(shí)，蝕刻速率較理想，而且不會(huì)使錫變黑。

2．1．3氯離子

　　氯離子是以氯化銨(NH4Cl)形式加入蝕刻液中的。隨著蝕刻的進(jìn)行，須不斷補(bǔ)加蝕刻鹽，其主要成分為NH4Cl，保證Cl-的含量，防止蝕刻速率降低。但Cl-含量過(guò)高時(shí)，又會(huì)引起金屬抗蝕層被侵蝕。經(jīng)試驗(yàn)證明，Cl-的含量為160g/L—175g/L時(shí)，蝕刻速率比較好；當(dāng)?shù)陀?40g/L時(shí)，則蝕刻速率較慢。

2．1．4溫度

　　一般來(lái)說(shuō)，蝕刻速率隨溫度的升高而加快，而對(duì)側(cè)蝕與穩(wěn)定pH值來(lái)講，溫度低則有利。但低于40℃時(shí)，蝕刻速率太慢，并會(huì)增大側(cè)蝕量，影響蝕刻精度。一般印制板的蝕刻溫度保持在45℃-50℃，對(duì)精細(xì)線路的蝕刻，則應(yīng)保持在42℃-46℃范圍內(nèi)，蝕刻速率快，且效果理想。高于50℃蝕刻，由于溶液蒸發(fā)快，氨氣加速逸出，致使蝕刻液不穩(wěn)定，此時(shí)銅含量、氯離子含量增加，pH值下降，蝕刻速率反而變慢，造成“欲速則不達(dá)”。

2．1．5蝕刻方式

　　印制板蝕刻的質(zhì)量與所選用設(shè)備的蝕刻方式關(guān)系密切。常用的蝕刻方式為噴淋蝕刻。蝕刻效果與設(shè)備的抽風(fēng)速度、添加排放系統(tǒng)、噴嘴的形狀及噴灑壓力、輸送速率等有關(guān)。印制板在蝕刻傳輸中其上下兩面及左右兩邊的蝕刻速率也會(huì)有一定的差異，在按常規(guī)蝕刻時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)上下蝕刻不均勻現(xiàn)象。

　　通過(guò)試驗(yàn)所獲得的經(jīng)驗(yàn)，即通過(guò)分別調(diào)節(jié)上下噴嘴的噴淋壓力、噴嘴的分布、角度進(jìn)行改善，或者增加上噴嘴或下噴嘴的數(shù)量，來(lái)改善上下板面蝕刻不均的問(wèn)題。

　　對(duì)于印制板中心與其邊緣蝕刻不均勻的現(xiàn)象。通過(guò)采取壓力差的工藝方法或采用間歇式噴淋的蝕刻工藝方法來(lái)解決。

　　對(duì)于小批量的高精細(xì)導(dǎo)電圖形的印制板，在蝕刻時(shí)還可采用單面蝕刻的方法。

2．2蝕刻液的維護(hù)

　　蝕刻是氧化還原反應(yīng)，蝕刻液在使用時(shí)會(huì)消耗氨水。當(dāng)氨量(pH值)減小時(shí)，會(huì)失去蝕刻能力，且會(huì)堵塞噴嘴。因此在對(duì)蝕刻液進(jìn)行維護(hù)時(shí)，補(bǔ)充氨水使其溶液的pH值維持在8．0～9．0之間。　　　　　  

　　通過(guò)維護(hù)使蝕刻液始終處于較佳的蝕刻狀態(tài)。在對(duì)印制板進(jìn)行蝕刻時(shí)，應(yīng)最大限度地減少側(cè)蝕、過(guò)蝕，提高蝕刻速率，提高印制板的圖形蝕刻質(zhì)量。

2．3側(cè)蝕的控制

　　除了底版本身的質(zhì)量要求，為保證圖形線條的制作精度，在光繪照相底版前，對(duì)所光繪的圖形線條，按所使用的材料、設(shè)計(jì)精度要求等進(jìn)行工藝補(bǔ)償，以彌補(bǔ)蝕刻中因側(cè)蝕造成的印制板圖形中線條、焊環(huán)寬度的減少。

　　印制板加工蝕刻后，普遍存在側(cè)蝕。由于側(cè)腐蝕造成線條普遍變細(xì)的情況，工藝制作上采取了在繪制底版時(shí)對(duì)線條進(jìn)行工藝處理。根據(jù)多次試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)線條進(jìn)行加寬0．03mm-0．05mm的補(bǔ)償處理，使蝕刻時(shí)的側(cè)腐蝕得到了一定的彌補(bǔ)。經(jīng)過(guò)蝕刻后板子的線寬比較接近規(guī)定值。

2．4蝕刻設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)

　　大家都知道，印制板加工是七分設(shè)備三分技術(shù)，設(shè)備在其中的位置是相當(dāng)高的。蝕刻過(guò)程的質(zhì)量控制也是與蝕刻過(guò)程的去膜機(jī)、蝕刻機(jī)等設(shè)備有關(guān)。

　　從去膜效果檢查，去膜不徹底就會(huì)造成蝕刻后線條毛糙，細(xì)小間距的印制板連線等，影響蝕刻圖形精度與質(zhì)量。對(duì)去膜機(jī)、蝕刻機(jī)等設(shè)備，根據(jù)運(yùn)行現(xiàn)狀，進(jìn)行定期清理、維護(hù)，特別是噴嘴清理。

2．5蝕刻注意事項(xiàng)

　　蝕刻時(shí)，必須堅(jiān)持首件加工。通過(guò)首件加工來(lái)確定蝕刻的參數(shù)(速率、溫度等)，判定所加工的板子經(jīng)蝕刻后，圖形精度、線寬等是否符合要求。蝕刻首件檢查合格后，再進(jìn)行批量加工。

　　蝕刻工段配置了檢查工具一一刻度顯微鏡，加強(qiáng)蝕刻前后的檢查。對(duì)蝕刻前后的板子使用刻度顯微鏡檢查微帶線寬，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提高加工、檢驗(yàn)質(zhì)量。

　　對(duì)于導(dǎo)線走向比較密集的圖形，應(yīng)與蝕刻機(jī)的傳動(dòng)方向相一致，防止蝕刻液在板面產(chǎn)生堆積問(wèn)題，且在蝕刻時(shí)將導(dǎo)線比較密的一面朝下，導(dǎo)線疏的面朝上，也可改善印制板電路圖形兩面蝕刻的均勻性。

　　蝕刻過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)對(duì)蝕刻機(jī)進(jìn)行檢查，檢查噴嘴的噴淋狀態(tài)，注意噴嘴是否堵塞、傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，防止蝕刻中機(jī)械故障、擦花線路和廢板發(fā)生。

3結(jié)語(yǔ)

　　高精度印制板制作環(huán)節(jié)涉及多個(gè)方面，其制作能力不僅是衡量生產(chǎn)設(shè)備、工藝水平和材料的配合能力，而且是反映員工素質(zhì)、工序控制和生產(chǎn)管理的綜合水平。本文僅就工藝加工環(huán)節(jié)進(jìn)行了討論。如何提高高精度印制板的制作合格率，只有各個(gè)環(huán)節(jié)做到位才能制作出性能可靠的高品質(zhì)印制板。

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