电路图形转移材料的演变
时间:10-01-05 点击:
印制电路图形的转移所使用的原材料,自出现印制电路以来,原材料的研制与开发科学攻关工作从未停止过。从原始阶段设计采用抗蚀油漆或虫胶漆手工描绘简单的线路图形转移工艺技术的需要。但随着微电子技术的飞速发展,大规模集成电路和超大规模集成电路的广泛应用,要求印制电路板的制造技术,必须适应高密度、高精度、细导线、窄间距及小孔径电路图形转移需要。几十年来,研制与开发出新型的光致抗蚀剂与电路图形转移技术:如光致抗蚀干膜、湿法贴膜技术、电泳光致抗蚀膜和直接成像技术,都逐步地被制造印制电路板商家所采用,使电路图形的转移品质大幅度的提高。为叙述简便,就印制电路板制造过程中,所采用的电路图形转移原材料,按顺序加以简单论述:
一、液体感光胶:
液体感光胶在印制线路板初期生产中,被许多厂家所采用。它具有极明显的优点即配制简单、涂层薄、分辨率高和成本较低等。这些液体感光胶主体树脂最初采用以骨胶、聚乙烯醇胶为主。前者的主要缺点是质量不稳定,控制厚度困难,与基材铜箔的表面敷形程度不太理想;后者虽然敷形程度好,但其涂覆层的厚度难以均匀一致的进行控制。它们的分辨率却是很高的,导线宽度与间距可以达到0.15-0.05mm。但由于受其涂布方法(手摇或涂布离心机)和涂层的非均匀性的限制,以及其抗蚀能力受室内环境的湿度影响较大,不适宜大批量印制电路板的生产。
二、光致抗蚀干膜:
光致抗蚀干膜是六十年代后期研制与开发出来的光成像原材料。由主体树脂和光引发剂或光交联剂组成。又根据感光材料的种类的不同,有的增加触变剂、流平剂、填料等。此种材料的最大特点是分辨率高、抗蚀能力强、涂布均匀、感光层的厚度可制作成25μm、分辨率达到极限值为0.10mm。工序操作简单易实现自动化生产,适合大批量印制电路板生产。但随着组装密度要求越来越高,印制电路图形的导细更细和间距更窄。采用此类光致抗蚀干膜,要制造出0.10-0.076mm导线宽度就显得更加困难。而且制作出更薄的光致抗蚀干膜,从加工手段分析是不太可能。所以,基干膜本身厚度与涂覆尺寸的收缩限制再提高是很困难的
三、湿法贴膜技术:
从成本分析,采用干膜法进行图形转移,生产中采用此法时间最长,而采用湿法贴膜技术,是最近几年的事情。它是利用干膜水溶性特点,使膜面部分液体形式排挤基板表面留在缺陷处的气泡并能填满和粘着牢固,经湿影后确保细导线图形的完整性和一致性。其实质是排挤基板面上与干膜间残留的微气泡,以免造成精细导线产生质量缺陷(缺口、针孔、断线等)。其分辨率可达到0.08mm。但是这种工艺方法也不可能再继续提高其分辨率。
四、阳极法电沉积光致抗蚀剂:
印制电路图形的导线越来越细、孔径越来越小及孔环越来越窄的发展趋势永无停止,芯片间脚间距从1.27mm降到0.75-0.625mm甚至更小。实际上焊盘尺寸仅比孔径大0.05mm;当孔中心距为1.25mm中间布线0.10mm三根导线,此时焊盘仅比孔径大0.12mm。因此焊盘每边比孔径大0.06mm。这种规格要求的印制电路板无论是双面、多层或SMT用印制电路板以及出现BGA板即球栅阵列一种组装结构工艺。就BGA用的多层印制电路板板(外层导线宽度为0.10-0.12mm、内层导线宽度为0.10mm、间距为0.075mm),其电路图形的转移采用上述任何原材料都无法达到其技术指标。因此研制与开发更新型的光致抗蚀剂-阳极法电沉积光致抗蚀剂(ED法)其基本原理是将水溶性的有机酸化合物等溶于槽液内,形成带有正、负荷的有机树脂团,而把基板铜箔作为一个极性(类似电镀一样)进行“电镀”即电泳,在铜的表面形成5-30μm光致抗蚀膜层,是可控制的。其分辨率可达到0.05-0.03mm。这种电路图形转移材料是很有发展前途的工艺方法。当然任何新型有图形转移材料都有它的局限性,随着高科技的发展还会研制与开发更适合更佳的原材料。