fpc工艺

印刷电路工艺技术深圳典邦柔性电路有限公司工程部第1页（共8页）05-6-29第一章基板材料覆铜箔层压板（CopperCladLadLaminates，简称CCL）是制造印制电路板（PCB）的基板材料。目前，最广泛使用的蚀刻法制成的PCB，就是在覆铜箔板上有选择地进行蚀刻，得到所需的线路图形。覆铜箔板在整个印制电路板上，主要担负着导电、绝缘和支撑三个方面的功能。印制电路板的性能、质量和制造成本，在很大程度上取决于覆铜箔板。第一节覆铜箔板的分类和标准1覆铜箔板的分类覆铜箔板的品种有多种分类方法。一般按板的刚、柔程度可分为刚性覆铜箔板和挠性覆铜箔板两大类。按板所采用的不同树脂粘合剂分类，常见的纸基板有：酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂等各种类型。玻璃布基板，常见的有环氧树脂（FR-4、FR-5板）、聚酰亚胺树脂（PI）、聚四乙烯树脂（PTFE）类型。挠性覆铜箔板主要有两类树脂的薄膜基材：即聚酯薄膜和聚酰亚胺薄膜型。2覆铜箔板的标准1）覆铜箔板生产工艺流程树脂合成与配制——半成品浸渍与干燥——板的成型压制——裁剪——检验——包装2）覆铜箔层压板的分类刚性覆铜箔板：纸基板、玻璃布基板、复合材料基板（环氧树脂类，聚酯树脂类）、特殊基板（金属类基板，陶瓷类基板，耐热热塑性基板）。挠性覆铜箔板：聚酯树脂覆铜箔板，聚酰亚胺覆铜箔板，挠性-刚性覆铜箔板。3）世界上的先进标准国际的IEC标准，日本的JIS标准，美国的ASTM、NEMA、MIL、IPC、ANSI、UL标准，英国的BS标准等等。第二节生产覆铜箔板用的主要原料1铜箔按其不同的制法，可分为压延铜箔和电解铜箔两大类。在IPC标准中（IPC-CF-150E），两类铜箔分别称为W类和E类。1OZ铜箔为35um厚的铜箔。1mil=25.4um1）压延铜箔：将铜板经多次重复辊轧而成。特点：它的耐折性和弹性系数大于电解铜箔，更适用于挠性覆铜箔板上。它的铜的纯度（99.9%）高于电解铜箔（99.8%）。在毛面上比电解铜箔平滑，有利于电信号的快速传递。2）电解铜箔：通过专用电解机（又称电镀机），在圆形阴极辊筒上连续生产出的。这种初产品称为毛箔。毛箔再经表面处理。2玻璃纤维布玻璃纤维布是生产玻璃基覆铜箔板的增强材料，也在复合材料型覆铜箔板（CEM系列）印刷电路工艺技术深圳典邦柔性电路有限公司工程部第2页（共8页）05-6-29的面布、以及多层线咱板的半固化片等方面使用。1）玻璃纤维布的品种、规格和性能玻璃纤维布是玻璃纤维纺织而成的。为保证覆铜箔板的绝缘性、耐热性、机械强度、耐候性等，绝大多数采用的是铝硼硅酸盐型的无碱玻璃纤维（JIS标准中规定含碱量要小于0.8%），此种成分类型的代号为E型。覆铜箔板所用的玻璃纤维布采用平纹组织布。它与其它组织的布相比，具有裂强度大，尺寸稳定性好，不易变形，重量厚度均匀的优点。3浸渍纤维纸作为纸基覆铜箔板的主要增强材料——浸渍纤维纸，常用的有两种类型，这两种类型按纸浆的不同分为：棉纤维浆（以棉短绒为原料）和木纤维浆（又分为阔叶浆和针叶浆）。浸渍纸生产过程一般为：蒸煮——洗浆及调浆——打浆——抄纸第三节挠性覆铜箔板1挠性覆铜箔板的特性与用途它是一种重要的保持特有挠性功能的电路板材料。广泛应用于各种具有电子线路的装置中。FPC的基材是挠性覆铜箔板。这种基板材料除了具有刚性覆铜箔板的一些基本性能外，它还具有可挠性、厚度薄等特性。挠性覆铜箔板在电子行业、通信、军工及航空航天部门和领域得到广泛的应用。它用于高性能的超精细线路和高尺寸稳定性的装置上。如：导弹、火箭、卫星和航天飞机的制导遥控装置。它也用于计算机、家用电器、汽车电子、办公自动设备等方面。2一般挠性覆铜箔板的种类与性能1）一般挠性覆铜箔板的种类和组成一般挠性覆铜箔板是以绝缘薄膜为基材，单面或双面覆以导体铜箔构成，薄膜与铜箔间采用胶粘剂粘结复合。绝缘薄膜层——热固性的聚酰亚胺薄膜和聚酯薄膜。其厚度为12.5-125um。对薄膜的主要性能指标项目有：拉伸强度，断裂延伸度，抗张弹性率，热膨胀系数，介电常数，体积电阻系数，表面电阻系数，耐击穿电压等。铜箔——采用经表面处理后的厚度为18um或35um的铜箔。分电解铜箔和压延铜箔两种。目前用于挠性板的电解铜箔向着低粗化度、高折曲性方面提高和发展。胶粘剂层——它主要担负着粗化铜箔与绝缘薄膜的粘合作用。但它对整个挠性板的耐热性、耐药性、介电性等起着重要的影响作用。胶粘剂一般涂层厚度在12.5-40um。印刷电路工艺技术深圳典邦柔性电路有限公司工程部第3页（共8页）05-6-29第二章光化学图像转移工艺第一节干膜光致抗蚀剂1概述干膜光致抗蚀剂是一种感光材料，应用于制造印制板有如下特点：有较高的分辨率，一般线宽可做到0.1mm；应用于图形电镀中，电镀加厚在高而垂直的夹壁间进行，在镀层厚度小于抗蚀剂厚度时，可以防止产生镀层突延和防止去膜时抗蚀剂嵌入镀层下面，保证线条精度；干膜的厚度和组成一致，避免成像时的不连续性，可靠性高；减化了印制板的制造工序，有利于实现机械化、自动化。2干膜的种类溶剂型干膜，水溶型干膜（全水溶性的干膜显影剂和去膜剂是碱的水溶剂），干显影或剥离型干膜。根据用途可把干膜分为抗蚀干膜、掩孔干膜和阻焊干膜。3干膜光致抗蚀剂的结构、感光胶层的主要成分及作用1）结构：聚乙烯保护膜光致抗蚀剂聚酯薄膜2）成分：粘结剂（成膜树脂），通常是酯化或酰化的聚苯乙烯——顺丁烯二酐树脂（聚苯丁树脂）。它在光致聚合过程中不参与化学反应。要求粘结剂具有较好的成膜性；与光致抗蚀剂的各组份有较好的互溶性；与加工金属表面有较好的附着力；容易从金属表面用碱溶液除去；有较好的抗蚀、抗电镀、抗冷流、耐热等性能。光聚合单体，它是光致抗蚀剂胶膜的主要成份，在光引发剂的存在下，经紫外光照射发生聚合反应，生成体型聚合物，感光部分不溶于显影液，而未曝光部分可通过显影除去，从而形成抗蚀图像。多元醇烯酸酯类及甲基丙烯酸类是广泛应用的聚合单体。光引发剂，经紫外光照射，光引发剂吸收紫外光的能量产生游离基，进一步游离基使光聚合单体交联。常使用安息香醚、叔丁基蒽等作为光引发剂。增塑剂，可增加干膜抗蚀剂的均匀性和柔韧性。三乙二醇双醋酸脂可作为增塑剂。增粘剂，可增加干膜光致抗蚀剂与铜表面的化学结合力。如苯并三氮唑。热阻聚剂，起到阻止热能对干膜的聚合作用。如甲氧基酚、对苯二酚等均可作为阻聚剂。色料溶剂第二节干膜光致抗蚀剂的技术条件1外观质量好的干膜必须无气泡、颗粒、杂质；抗蚀膜厚度均匀；颜色均匀一致；无胶层流动。印刷电路工艺技术深圳典邦柔性电路有限公司工程部第4页（共8页）05-6-29聚酯薄膜应尽可能薄，太厚会造成曝光时光线严重散射而使图像失真，降低干膜分辨率。聚酯薄膜必须透明度高，否则会增加曝光时间。聚乙烯保护膜厚度应均匀，否则会造成光致抗蚀层胶层流动，严重影响干膜的质量。2干膜外观具体技术指标如下：指标名称一级二级透明度透明度良好，无浑浊透明度良好，允许有明显的浑浊色泽浅色，不允许有明显的色不均匀现象浅色，允许有色不均匀现象，但不得相差悬殊气泡、针孔不允许有大于0.1mm的气泡及针孔不允许有大于0.2mm的气泡及针孔，0.1-0.2mm的气泡及针孔允许≤20个/m2凝胶粒子不允许有大于0.1mm的凝胶粒子不允许有大于0.2mm的凝胶粒子0.1-0.2mm的凝胶粒子允许≤15个/m2机械杂质不允许有明显的机械杂质允许有少量的机械杂质划伤不允许允许有不明显的划伤流胶不允许允许有不明显的流胶折痕不允许允许有少量折痕3光致抗蚀层厚度:印制蚀刻工艺可选用光致抗蚀层厚度为25um的干膜,图形电镀工艺则选用光致抗蚀层厚度为38um的干膜.用于掩孔的为50um.4聚乙烯保护膜的剥离性要求揭去聚乙烯保护膜时,保护膜不粘连抗蚀层.5贴膜性:在温度为105±10℃,传送速度为0.9-1.8米/分,线压力为0.54公斤/厘米的条件下,干膜应能贴牢.6光谱特性:要求干膜光谱吸收区域波长为310-440nm,安全光区域波长为≥460nm.7感光性:包括感光速度,曝光时间宽容度,深度曝光性等.干膜感光性应符合如下要求：在使用5KW高压汞灯，灯距650mm，曝光表面温度25±5℃一级二级最小曝光时间（秒）25um≤1025um≤20最小曝光时间（秒）38um≤1038um≤20最小曝光时间（秒）50um≤1250um≤20曝光时间宽容度tmax/tmin≥2＞1.585深度曝光性（秒）≤0.25tmin≤0.5tmin第三章化学镀铜与直接电镀工艺第一节化学镀铜1化学镀铜的用途化学镀铜是一种自身的催化氧化还原反应。在化学镀铜过程中，Cu2+得电子还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被氧化。在化学镀铜时，可以将印制板以间隔为5-10mm的距离排放，一次浸入到化学镀铜液中进行镀铜。2化学镀铜前处理工艺1）板面和孔壁的清洁处理除油——多层板孔壁处理印刷电路工艺技术深圳典邦柔性电路有限公司工程部第5页（共8页）05-6-292）弱腐蚀处理（MicroEtching）弱腐蚀又称粗化处理，其作用是利用弱蚀剂从铜基体表面上蚀刻掉2-5u微米的铜，从而得到一个化学清洁的粗糙表面，使化学镀铜层和底铜结合良好。常用的粗化液配方如下：H2SO4150-200g/lH2O230-35g/l稳定剂适量操作条件：室温或加热。为了得到良好的粗化效果，须要注意以下事项：a确定合适的粗化速率。b新开缸的粗化液，可以加入4g/L硫酸铜或保留25%旧溶液。c溶液温度H2O2含量对蚀刻速率有很大影响。d操作时不要将有害杂质带入处理液中（如过多的铁离子会使H2O2快速分解，过多的Cl-会在铜表面上形成钝化的氯化铜膜，使粗化铜的速率明显降低。e定期分析和补加必要的化学成份。3）活化处理（Actiuation）采用胶体钯活化液进行孔金属化按下步骤进行：A预浸处理SnCl2.2H2O70g/l;HCl300ml/l活化处理：在室温条件下将印制板浸入活化液中处理3-5分钟，处理过程中要求工件移动，使溶液在印制板孔内充分流通，以使金属化孔的孔壁被胶体活化浸润，真正完成活化作用是在水冲洗之后，在水冲洗时SnCl2发生水解反应，产生碱式锡酸盐[Sn（OH）Cl]沉淀，这样连同钯核一起沉积在板面和孔壁上。加速处理：活化之后在基体表面上吸附的是以金属钯为核心的胶团，在钯核的周围包围着碱式锡酸盐化合物。在化学镀铜之前应除去一部分，以使钯核完全露出来，增强胶体钯的活性，称这一处理为加速处理。其实质是使碱式锡酸盐化合物重新溶解。可以用碱性处理液，如用5%NaOH水溶液或1%氟硼酸水溶液。处理1-2分钟，然后水洗，可以进行化学镀铜。3化学镀铜1）化学镀铜液的成分：铜盐：CuSO4.5H2O推荐含量5-15g/l络合剂：有酒石酸钾钠，EDTA.2Na，NN`NN`四羟丙基乙二胺还原剂：甲醛PH值调节剂：甲醛在强碱条件下才具有还原性，为此必须在溶液中加入适量的碱，最常用的是NaOH添加剂：作用是稳定化学镀铜液不产生自然分解，另外可以改善化学镀铜层物理性能，改变化学镀铜速率配方举例：EDTA作络合剂CuSO4.5H2O10g/l；EDTA.2Na30g/l；NN`NN`四羟丙基乙二胺15g/l；NaOH15g/l；22`联吡啶10mg/l；K[Fe（CN）3]100mg/l工作条件：45-50℃，PH：12.5-12.8空气搅拌，连续过滤。2)化学镀铜反应机理印刷电路工艺技术深圳典邦柔性电路有限公司工程部第6页（共8页）05-6-29化学镀铜时，Cu2+得电子还原成金属铜电子是由还原剂甲醛所提供。具体反应以下：Cu2++2CH2O+4OH-——Cu+2–C=O-O-+2H2O+H2以上反应表明化学镀铜必须具备以下基本条件：a镀液为强碱性。b在强碱条件下，要保证Cu2+离子不形成Cu（OH）2沉淀，必须加入足够的Cu2+离子络合剂。c从反应可以看出，每沉积1M的铜要消耗2M甲醛，4M氢氧化钠。要保持化学镀铜速率恒定，和化学镀铜的质量，必须及时补加相应的消耗部分。d只有在催化剂（Pd或Cu）存在的条件下才能沉积出金属铜，新沉积出的铜本身就