印制电路板用干膜防焊膜PCB设计电子工程

印制电路板用干膜防焊膜 - PCB设计 - 电子工程

干膜阻焊剂不为液态或糊剂状，它是以一种光敏聚合物膜的形态出现的，这层光敏聚合物膜夹在两层保护层之间，这两层保护层保护中间的感光乳剂膜以避免其在操作过程中遭到破坏。运用干膜防焊膜的步骤详述以下: 1.表面准备工作 在该阶段，将电路板表面上的锡/锡-铅金属阻焊剂进行剥离并用清水清洗电路板表面，并将其彻底烘干，然后对铜表面进行一系列的清洗过程，例如: 1 )用热的强碱洗液去油脂; 2) 水漂洗; 3) 对表面铜层进行1 -2.5μm 的微蚀刻，这是为了增强干的光敏聚合物膜与表面的粘接性; 4) 进行检测以确保完全将锡/锡-铅去除; 5) 水漂洗; 6) 在10% 的硫酸中浸蘸1 - 2min. 7) 水漂洗; 8) 研磨清洁(320 研磨刷和浮石擦洗) 9) 高压水漂洗并烘干。 用褐色氧化物和黑色氧化物对铜层进行受控氧化是用来增加表面与防焊膜的粘接性，氧化处理进程必须周密控制以使氧化层厚度保持为0.5 - 1.0μm ，如果氧化后的电路板寄存时间过久，在压合前表面必须进行完全的去油脂。 2. 预压合烘干 吸收水气和水份的残留是电路板起泡和分层最常见的几个缘由，因此将所有的驻水从印制电路板表面和孔洞中去除就显得特别重要。可以使用高压吹风机将水从电路板的表面和孔洞中予以物理清除，在这1步骤中也可以使用高压真空气刀。 可以通过将电路板在(1 10±10) C这1温度下烘烤15 - 20min 以去除电路板吸收的湿气，也可以使用装设有运输带的红外线烤炉在80 - 120 C这1温度下烘烤30s 。不同基材的电路板和不同厚度的电路板需要不同的烘干时间，应当避免过长的烘烤时间和烘烤温度，由于这会增加铜氧化物的生成而导致粘接性变差。 3. 压合 真空压合保证所有的导线完全被光敏聚合物防焊膜所封装，并使电路板没有残余的气泡。 4. 掩膜宽度的选择 干膜宽度的选择应当根据制程板的宽度而定，干膜的宽度不应当超过制程板宽10 mm 以上，以避免边沿修整消耗。压合时可以同时压合两面也可以先压合完一面再压合另一面，这主要根据所使用层压机的类型和干膜的类型而肯定。 5. 压合后的保持时间 压合和曝光之间的保持时间应当进行仔细的控制以取得最好的效果。压合刚刚完成时，所需的暴光能量较低，它随着保持时间的增长而迅速增加，并逐步稳定到一个常数值。因此，压合后的保持时间应当保持一个常数值以避免曝光时间剧烈的变化。 6. 暴光(底片) 通常，光敏聚合物防焊膜为负性工作，因此它需要正性的底片(焊垫区域不透明)以便曝光。由于所需的能量较高，故底片必须具有很高的密度，其密 度最大值Dmax 最小也要大于4 以避免焊垫区域产生防焊膜，空白区域的密度最小值Dmin 必须小于0.15 。由于掩膜的密度随着使用而不断改变，故底片必须周期性的进行检查以保证Dmax 最小也要大于4 。 通常使用7mil 的单面药膜偶氮棕片可以获得最好效果，对不需要透过焊垫对齐的对位系统而言，可以使用卤化银掩膜，将其有药膜的一面与电路板牢牢的贴在一起以获得最好的曝光效果和边沿逼真齐直度。底片不透明的焊垫区域最小应为0.1 -0. 15mm ，它应当比印制电路板上焊垫的直径略大。 通过使用Stouffer 21 阶暴光尺Θ,可肯定和监控曝光时间和随后的聚合度。为了肯定正确的曝光值，保持时间和显像条件必须是相容的。使用的Stouffer 21阶曝光尺将超过50% 民阻剂覆盖定义为最后一个阶段。需要一定的相容保持时间以使聚合进程完成并进入稳定状态。 7. 显像 显像进程是将未暴光的(未聚合的)阻焊剂从印制电路板表面冲掉，某一类特定的光敏聚合物的显像时间取决于所采取的化学物质，正确的显像时间通 过控制未曝光的阻剂可以从印制电路板表面完全冲掉的时间点而肯定，需要将焊接阻剂从电路板的焊垫和孔洞中完全去除以取得良好的焊接性。常常使用的化学物质为:水溶液和显影剂。 在水溶液显影中，通常将稀释的碳酸铀溶液加入到99% 的纯水中，其使用温度为45 'C ，使用该溶液后，印制电路板进行完全显像时所经历过的冲洗路程，以占显像室长度的40% - 60% 之间为好，使用显影剂时，采用 三氯乙烧Θ,，其显像点应当设置在显像室全部长度的25% 处。 8. 烘干 为了取得令人满意的固化效果，板子在显像后必须进行完全的烘干，通过使用热风气刀将电路板在90 't时加热15 分钟，就可以将电路板上的阻焊剂和基材在显像和清洗阶段所吸收的湿气予以完全的去除。 9. 固化 在波峰焊接和蔼相焊接进程中为到达最好的焊接性能并避免掩膜起翘，光敏聚合物阻剂必须进行适当的固化。 光敏聚合物防焊膜的紫外线(UV) 固化可以采取传统的使用柔气灯的固化装备来完成，通过控制柔气灯的密度和传送带的速度来取得所需的能量水平，最好在一次通过中吸收足够的能量使电路板的一面完全团化。紫外线隶气灯应当使用200W/in 的高压水银蒸气灯，由于紫外线灯发出的热量在固化进程中构成整体所必须的一部分，所以不推荐使用 凉 的紫外线单元来减少到达电路板的热量。在紫外线固化进程中电路板表面的温度小于105 ℃常常会致使不良的固化效果，同时还要注意在紫外线固化进程中不能过度的加热电路板，其典型的温度应当在110 - 140 ℃之间，过度的加热会导致光敏聚合物变脆，并在表面出现起泡现象。 在热固化进程中，用于烘烤电路板的烤炉的温度应当在全部烘箱室内都能进行完全均匀的温度控制，这些烤炉不能挪作他用以防污染防焊膜。不能使用没有新鲜空气入口的烤炉，这是由于热空气可能会冷凝到电路板表面而下落焊接性，另外，如果炉内的空气不被稀释，这些热空气会到达可能发生爆炸的危险的温度。为了烤炉能够安全的工作，应当备有恒温控制计时器和温度记录仪，同时还需要排风扇来使热量到达全部炉室，炉室中还应当配备带有吹风机的排气管。 在一定受控条件下制造的干膜防焊膜厚度均匀，运用该掩膜时使用高压层压机，以保证全部制程板区域覆膜均匀一致，这种方法也可以使不同批次和炉次的制程板覆膜保持均匀一致。 丝印制和帘式淋涂工艺均是单面处理系统，换句话说，防焊膜的使用每次只能进行一面操作，在印制另一面之前必须将电路板烘干以去除油墨胶粘结剂，这使得处理第二面时会一样花费很长的时间。使用真空层压机，可以同时在板子的两面使用干膜阻焊剂。