多层PCB生产工艺2 - 内层工序 - 如何在覆铜基板上制作布线?
整块覆铜基板肯定是不能当做PCB的,我们所见的PCB,并非是一整块全部覆盖了铜的板子。要想让覆铜基板变为我们能用的电路板,就应该让覆铜基板上的那层铜,只留下导电线路,而把多余的铜蚀刻掉。那么,如何做到这一点呢?
现在的方案是,先在基板的铜表面贴上一层“特殊的膜”;这层膜是水溶性的,用碳酸钠溶液可以洗掉,但是,当被UV光照射之后,就会硬化,硬化后,就洗不掉了。然后,我们用一个“遮光罩”把这层膜盖住;“遮光罩”,是一个PCB线路的模板,有PCB布线的地方透光,其他区域不透光。之后,我们将盖了遮光罩的板子拿去UV曝光。曝光之后,由于有遮光罩的作用,只有布线的地方,那层“特殊的膜”才会接收到光照,其他部分都没有被照射到。那么现在,布线的地方,那层膜就会硬化,硬化后,布线区域的那层膜就不会被碳酸钠溶液洗掉,将它下面的铜紧紧地覆盖住,保护起来,而其他地方,那层膜就可以被洗掉了。
曝光后,我们直接拿去,把那层膜未硬化的区域全部洗掉,露出裸露的铜,而布线区域的铜,被硬化的膜保护着,没有露出来。接着,再把板子浸没在蚀铜液(可以腐蚀铜)中,把露在外面的铜全部腐蚀掉,而只剩下布线的地方,铜被那层硬化的膜保护着,没有被腐蚀。最后,再把那层硬化的膜去掉,就得到了布线的电路板。
本文在上述的基础上,比较细化地介绍一些基本概念:裁板、前处理、压膜、曝光、显影、蚀刻、退膜
选择合适的板材,根据板尺寸大小进行裁剪。
去除铜表面的污染物,增加铜面的粗糙度,便于后续压膜。
压膜,又叫贴膜。是指通过热压的方式,在处理过的基板铜面上贴上一层抗蚀性干膜(就是【总述】里面提到的“特殊的膜”)。
这种“抗蚀性干膜,是一种主要成分对特定光谱敏感而发生化学反应的感光干膜。感光干膜分为两种:光聚合型和光分解型。光聚合型干膜本来是水溶性的,但是在特定光谱照射之下会硬化,变成水不溶性;光分解型干膜与光聚合型相反。”
现在,我们把“光聚合型干膜”覆盖在铜面上,干膜只要一经UV光曝光,就会硬化。
在曝光之前,需要盖上一个【总述】里提到的“遮光罩”,把不希望被照射的非布线区域的干膜遮挡起来。这个“遮光罩”被称为线路胶片(线路底片,又叫线路菲林,掩膜),是用光刻机将PCB的线路设计印成的胶片,有布线的地方透光,没有布线的地方不透光。
曝光,就是利用光源(UV)照射,透过掩膜的光使得被照射的干膜硬化,硬化的感光干膜就构成了PCB的线路。最终,把掩膜上的线路图形转移到PCB板上。
显影,是用碱液(显影药水,碳酸钠或碳酸钾溶液)作用,将未受光的干膜冲掉,留下已曝光干膜图案(PCB线路)。显影后,未硬化干膜被冲掉,这些地方就露出了铜。
是利用酸性蚀刻液,将显影之后露出的铜时刻掉,从而得到线路图形。
蚀刻之后,虽然得到了线路图形,但这些线路还被硬化了的干膜覆盖着,因此,需要退膜,也称剥膜、去膜、去干膜。这一步,是利用强碱(KOH),将保护线路的硬化的干膜(称为抗蚀层)去掉,露出线路图形。至此,整个PCB线路层已经大致成形。
显影、蚀刻、退膜的示意图如下所示: