返回PCB资源网首页 注册 | 登陆
PCB资源网-最丰富的PCB|EDA|SMT资源网(线路板起专业网站)
PCB打样 PCB样板制作

多层印制板内层图形蚀刻质量控制技术

来源:PCB资源网 作者:PCB资源网 发布时间:2008-07-04 发表评论

目前,业界所采用的多层印制板内层图形蚀刻液,主要分为酸性氯化铜蚀刻液和碱性氯化铜蚀刻液。
酸性氯化铜蚀刻液,采用氯化铜、盐酸、氯化钠或氯化铵所配成,所采用的抗蚀剂是干膜、液态光致抗蚀剂等。它一般适用于多层印制板的内层板电路图形的制作或微波印制板阴版法直接蚀刻图形的制作。它具有以下特点:
(1)蚀刻速率容易控制,蚀刻液在稳定状态下能达到高的蚀刻质量:
(2)溶铜量大;
(3)蚀刻液容易再生与回收,从而减少污染。
碱性氯化铜蚀刻液,是以氯化铜、氯化铵、氨水所配成,并加入补助成分如氯化钴、氯化钠、碳酸铵或其它含硫化合物等,以加强蚀刻液的特性。它一般适用于多层印制板的外层板电路图形的制作。它具有以下特点:
(1)适用于图形电镀之金属抗蚀层,如镀覆金、镍、锡铅合金,及纯锡印制板的蚀刻;
(2)蚀刻速率快(可达70μm以上),侧蚀小;
(3)溶铜能力高,蚀刻容易控制;
(4)蚀刻液能连续再生循环使用,成本低。
此处介绍的是采用碱性氯化铜蚀刻液,进行多层印制板内层图形制作的质量控制技术。

一、多层印制板内层图形制作之蚀刻工艺流程
一般采说,多层印制板之内层图形的蚀刻制作工序,是将经紫外线曝过光的干膜板,经过显影、蚀刻和脱膜等工艺操作,使线路图形转移到覆铜板上的过程。上述过程,通常采用连线式设置。
多层印制板内层图形蚀刻制作工艺过程如下:

 

二、多层印制板内层图形制作蚀刻之质量控制技术
1 碱性蚀刻用蚀刻盐(U.E.F.L盐)补加液(Replenisher)的来料控制(IQC)
为保证多层印制板蚀刻工序的正常运作,提高线条的蚀刻精度,需对碱性蚀刻所采用的蚀刻盐补加液进行来料分析控制。要求及分析结果参见下表4-9。

 
对于质量稳定且供应商资信度高之情况,可适当减少分析频率,或采取“STS”方式收货。

2 多层印制板内层图形制作蚀刻的过程质量控制
1 药液分析控制
按工艺要求,需对蚀刻工序各功能段进行药液的分析控制,并开出料单,及时添加调整到位,从而保证多层印制板图形制作质量。

 

2 铜之蚀刻速率控制
蚀刻液中的Cu2+浓度、PH值、氯化铵浓度和蚀刻液的温度,都影响着蚀刻速率。若想得到好的蚀刻质量,就必须控制好上述各影响因素,才能控制好蚀刻溶液,使其一直处于稳定的最佳蚀刻状态。

(1)蚀刻液中的Cu2+,起着氧化剂的作用,其浓度的高低是影响蚀刻速率的主要因素。在具有自动控制蚀刻系统设置时,铜浓度是通过比重来控制的。在印制板蚀刻过程中,随着铜的不断溶解,溶液的比重将不断升高,当比重超过一设定值时,自动控制蚀刻系统将自动补加氯化铵和氨水,调整蚀刻液的比重到合适的范围内。

(2)蚀刻液的PH值随其所含的自由氨气而定,通常母液保持在8.1至8.3之间。低于8.0时,一方面造成蚀刻速率减慢,且侵蚀锡等金属抗蚀层;另一方面,蚀刻液中的铜不能被完全络合成铜氨络离子,溶液会出现沉淀,并在槽底形成泥状沉淀,在加热器上结成硬皮,从而损坏加热器,还会堵塞泵和喷嘴,给蚀刻造成困难。但蚀刻液PH值过高,一方面会造成游离氨释放引起的环境污染,另一方面,蚀刻液的PH值增大还会增大侧蚀程度,最终影响蚀刻精度。

(2)氯化铵含量的影响,也即是氯离子浓度对蚀刻速率的影响。随着蚀刻的进行,如果溶液中缺乏氯化铵,而使大量的[Cu(NH3)2]+ 得不到再生,必然会导致蚀刻速率的降低,甚至失去蚀刻能力。所以,氯化铵的含量对蚀刻速率的影响很大,随着蚀刻的进行,须不断补加氯化铵。但需注意的是,溶液中氯离子的含量过高也不好,它会引起金属抗蚀层被侵蚀。

(4)蚀刻速率与蚀刻液温度有着很大的关系,蚀刻速率随着温度的升高而加快。一般控制在50℃左右。蚀刻液温度低于40℃时,蚀刻速率很慢,并会增大侧蚀量,直接影响到蚀刻质量。若温度高于60℃,蚀刻速率会明显增大,但会导致氨挥发量增大的环境污染,并使蚀刻液中的化学组份比例失调。

此外,由于各生产厂家所选用的蚀刻设备的差异,加之“水池效应”的存在,印制板在蚀刻传输过程中,其上下两面及左右两边的蚀刻速率也会有一定的差异。它可以通过调节上下各喷嘴的喷液压力、喷嘴的分布、喷嘴的角度等来进行改善。
多层印制板内层图形制作之蚀刻速率控制测定参见下表4-11。

 

 

2 多层印制板内层图形蚀刻制作周计划须进行的品质控制
1 多层印制板内层蚀刻制作工序(Inner Etching)生产过程监查控制
多层印制板内层蚀刻制作工序的生产过程监查控制内容参见表4-12。

 

2 多层印制板内层图形制作中蚀刻后线宽的质量控制
内层图形蚀刻后线宽的质量控制,对多层印制板的最终质量致关重要。在对内层蚀刻生产线进行每周例行性蚀刻速率测试的基础上,对于不同板号的每批蚀刻板之前十块,需按设计及工艺要求进行指定部位线宽的度量,以便及时调整各相关参数,使随后生产出的印制板符合质量要求。

另外,在正常生产条件下,至少每隔一小时就要对板边之附联板图形线宽测量一次,并针对工艺指示要求的线宽值进行比较。如蚀刻后线宽减小小于1.5mil为合格,若出现不合格之情况,需调整喷淋压力、传输速度等参数。

PCB资源网

3 多层板内层图形蚀刻制程的统计式工序过程控制(SPC)
统计式工序过程控制是质量管理的重要途径。它是由工艺技术部门确定工艺参数的最高和最低控制极限,有关人员收集操作过程收据,绘制成SPC图,反馈至技术部门。技术部门根据SPC图,分析工序的工艺控制状态和能力,对工艺参数失控的工序进行分析,提出相应之改正措施。

内层图形蚀刻制作工序需进行SPC控制的项目主要有:
(1)碱性蚀刻液之PH值控制(X/MR图);
(2)蚀刻液中二价铜含量的控制(X/M图);
(3)蚀刻液中氯含量的控制(X/M图);
(4)内层印制板之层间定位用工具孔之位置精度控制(X/M图);
(5)内层图形蚀刻板之缺陷分析。

统计上一周内层图形蚀刻板之缺陷种类及数量,与总板数进行比较,结果参见表4-13。同时,将各缺陷所占比例进行比较,参见图4-1。将上述表、图于内层图形蚀刻制作工序进行张贴,便于广大生产员工了解上周发生的内层图形蚀刻板之缺陷,及时采取措施加以眼进,减少同类缺陷的再次产生。

 

 

5 内层图形蚀刻后板之补线质量控制
在多层印制板之内层图形制作中,由于受制作条件、生产工具、环境或其他人为因数影响,不可避免地会出现断线之质量缺陷。在保证多层印制板制作质量的基础上,征得客户同意的前提下,可根据具体情况,对部分位置之断线进行补线处理。具体要求如下(各印制板制作厂家对此情况的处理方式各不相同,这里仅供参考。):

(1)对出现此类缺陷的数量,有一个大致规定。例如,每平方英尺面积内,缺陷数量需小于三处;
(2)断线之分隔距离,若超出3mm,则此线不可进行补线处理;
(3)若两平行线间距离相距小于0.1mm,则不可进行补线修理;
(4)若断线出现在两平行线之相同位置,也不可进行补线;
(5)线与线的连接点上,若发生断线情况,不可补线;
(6)线与焊盘的颈处出现开路,不可补线;
(7)开路位置处于线路之转角处,也不允许进行补线修理;
(8)若进行补线,其焊线宽度需大于待补线宽之2/3;
(9)断线补好后,焊接点与底线的重叠部分需大于1.5mm;
(10)补线后,如出现线间距缩小的情况,需保证焊线与邻线的间距大于0.125mm;

6 碱性氯化铜蚀刻过程中常出现问题之原因分析
(1)蚀刻速率降低
蚀刻速率与很多因素有关,一旦出现蚀刻速率降低的情况,需检查蚀刻条件。如温度、蚀刻液比重、PH值、氯化铵含量及喷淋压力等,使其处于规定之最佳范围。
(2)待蚀刻板之铜表面发黑,蚀刻不动
若出现此种情况,一般是由于蚀刻液中氯化铵含量偏低所造成的。
(3)抗蚀刻镀层被侵蚀
抗蚀镀层被侵蚀之现象的发生,往往是因蚀刻液中PH值过低或氯离子含量过高所引起的。
(4)蚀刻液中出现沉淀
蚀刻液中一旦出现沉淀现象,通常是由于氨的含量过低,或用水稀释等原因所造成。另外,溶液之比重过大,也会造成沉淀之出现。

PCB资源网-免费PCB制造工艺技术

本文地址:PCB资源网 - 多层印制板内层图形蚀刻质量控制技术


(阅读次数:



相关报道:

信息搜索
PCB视频教程

PCB资源网 © 2007 | 服务热线:020-89811835 | QQ:28963805 | 电子邮件:联系PCB资源网