Der Leiterplattenfreilegungsprozess ist ein entscheidender Schritt bei der genauen Übertragung von Entwurfsmustern auf kupferkaschierte Laminate und bestimmt direkt die Schaltungsgenauigkeit und Qualität der Leiterplatte. Das Verständnis des Prozessablaufs ist entscheidend für die Kontrolle der Produktionsqualität und die Verbesserung der Effizienz.
Detaillierte Erläuterung des Ablaufs des Belichtungsprozesses
Vorbehandlung: Untergrund reinigen und aufrauen
Vor der Freilegung muss die kupferkaschierte Platine vorbehandelt werden. Auf der Oberfläche des Substrats haften häufig Verunreinigungen wie Ölflecken, Staub und Oxide. Wenn es nicht entfernt wird, beeinträchtigt es die Filmbeschichtung und den Belichtungseffekt, was zu einer verschwommenen Musterübertragung und einem Abblättern des trockenen Films führt. Üblicherweise werden zur Entfernung von Ölflecken zunächst alkalische Reinigungsmittel und anschließend zur Auflösung von Oxiden saure Lösungen eingesetzt. Nach der Reinigung muss die Substratoberfläche aufgeraut werden, z. B. durch chemisches Ätzen, um die Kupferoberfläche mit Natriumpersulfat-Ätzlösung mikrozuätzen, um eine konkav-konvexe Struktur zu bilden, die Kontaktfläche zwischen dem Trockenfilm und dem Substrat zu vergrößern und die Haftung zu verbessern. Es ist jedoch notwendig, die Ätzzeit und -konzentration streng zu kontrollieren, um zu verhindern, dass übermäßiges Ätzen die Dicke der Kupferschicht und die Leitfähigkeit des Schaltkreises beeinträchtigt.
Film: Fotolack auftragen
Beim Filmkleben wird ein trockener Film auf das verarbeitete kupferkaschierte Laminat aufgetragen. Der Trockenfilm besteht aus drei Schichten: Polyester-Schutzfolie, Polyethylenmembran und lichtempfindlicher Folie. Der lichtempfindliche Film ist das Herzstück und empfindlich gegenüber bestimmten Lichtwellenlängen. Die Trockenfilmdicke ist unterschiedlich: 1,2 Mil eignet sich für feine Schaltkreise und 2 Mil eignet sich für Szenarien mit hohen Anforderungen an die Korrosionsschutzleistung. Die Folie sollte in einer Umgebung mit einer Temperatur von 20 {11}}24 Grad C und einer Luftfeuchtigkeit von 60–70 % angebracht werden. Durch die Verwendung einer Heißpresswalze zum Erhitzen und Ausüben von Druck wird der Trockenfilm auf dem kupferkaschierten Laminat geklebt. Die Geschwindigkeits-, Druck- und Temperaturparameter für das Aufbringen des Films sollten genau kontrolliert werden, z. B. eine Geschwindigkeit von 1,5 ± 0,5 m/min, ein Druck von 5 ± 1 kg/cm² und eine Temperatur von 110 ± 10 °C, um sicherzustellen, dass der trockene Film fest und ohne Blasen oder Falten haftet.
Belichtung: Musterübertragung erreichen
Bei der Belichtung wird ultraviolette Strahlung verwendet, um das Filmmuster auf den trockenen Film kupferkaschierter Laminate zu übertragen. Der lichtempfindliche Initiator im Trockenfilm absorbiert ultraviolettes Licht, zerfällt in freie Radikale, um die Monomervernetzung einzuleiten und große Moleküle zu bilden, die in verdünntem Alkali unlöslich sind. Der unbelichtete Teil wird während der Entwicklung aufgelöst. Negativfilm wird üblicherweise für innere Schaltkreise verwendet, während Positivfilm eher für äußere Schaltkreise verwendet wird. Zu den Belichtungsgeräten gehören Quecksilberlampen-Belichtungsgeräte und LED-Belichtungsgeräte, wobei letztere aufgrund ihrer Vorteile des gleichmäßigen Einfalls, der hohen Parallelität und des geringen Energieverbrauchs immer beliebter werden. Belichtungsenergie und -zeit sind wichtige Parameter, und eine unzureichende Energie kann dazu führen, dass der Film anschwillt und die Linien verschwimmen; Zu viel Energie kann zu Entwicklungsschwierigkeiten und Kleberrückständen führen. Eine allgemeine 5000-W-Belichtungslampenröhre mit einer Belichtungsenergie der oberen und unteren Lampe, die auf 40–100 Millijoule pro Quadratzentimeter geregelt wird, muss regelmäßig mit einem Lichtenergiemessgerät getestet und eingestellt werden. Darüber hinaus ist auch die Ausrichtungsgenauigkeit wichtig. Fortschrittliche Belichtungsmaschinen sind mit optischen Ausrichtungssystemen ausgestattet, um eine genaue Musterübertragung zu gewährleisten.
Entwicklung: Schaltungsmuster anzeigen
Beim Entwickeln wird ein unbelichteter Trockenfilm mit einem schwach alkalischen Entwickler aufgelöst, der belichtete Teil bleibt erhalten und das Schaltkreismuster erscheint. Die Parameter wie Entwicklungsgeschwindigkeit, Temperatur, Druck und Entwicklerkonzentration müssen streng kontrolliert werden. Bei zu hoher Geschwindigkeit kann es zu einem Resttrockenfilm kommen, der zu Kurzschlüssen führen kann; Eine langsame Geschwindigkeit kann den freigelegten Trockenfilm erodieren und einen Drahtbruch verursachen. Die Entwicklungsgeschwindigkeit beträgt im Allgemeinen 1,5–2,2 m/min, die Temperatur beträgt 30 ± 2 °C, der Druck beträgt 1,4–2,0 kg/cm² und die Entwicklerkonzentration beträgt 0,85–1,3 %. Nach der Entwicklung sollte die Leiterplatte mit Wasser gewaschen, getrocknet und der Schaltkreis überprüft werden. Defekte Boards sollten repariert oder verschrottet werden.
Schlüsselfaktoren, die die Qualität der Belichtung beeinflussen
Bei der Ausstattung ist die Stabilität der Lichtquelle entscheidend. Die Lichtstärke von Quecksilberlampen und LED-Lampen nimmt nach längerem Gebrauch ab und es sind regelmäßige Tests und Wartungen erforderlich, um alternde Lampen rechtzeitig auszutauschen oder die Antriebsstromversorgung zu überprüfen. Die Genauigkeit des Ausrichtungssystems beeinflusst die Genauigkeit der Musterübertragung, und Kameraverschmutzung und Änderungen der Brennweite können zu Ausrichtungsabweichungen führen, die eine regelmäßige Kalibrierung und Wartung erfordern. Hinsichtlich der Materialien kann eine schlechte Qualität des Trockenfilms die Empfindlichkeit und Haftung beeinträchtigen. Defekte wie Kratzer und Nadellöcher auf der Folie spiegeln sich direkt im Schaltkreismuster wider. Es ist notwendig, die Beschaffungsqualität streng zu kontrollieren, Lagerung und Verwendung zu standardisieren. Falsche Belichtungsenergie, Zeit und Entwicklungsparameter in den Prozessparametern können verschiedene Qualitätsprobleme verursachen. In der Produktion sollten die optimalen Parameter durch Versuche ermittelt und regelmäßig überprüft und angepasst werden.