图形转移

第六章2

本章内容

1)光致抗蚀剂类型与机理

2)干膜光致抗蚀剂图形转移工艺(干膜)3)液态光致抗蚀剂图形转移工艺(湿膜)4)电沉积光致抗蚀剂(ED 膜)

5）激光直接成像技术

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图形转移技术

图形转移-----PCB制造中最关键的工序之一; 生产中的关键控制点，也是技术难点所在。

PCB图形转移方法有:

1）丝网印刷（Screen Printing）图形转移技术;

2）干膜（Dry Film）图形转移技术;

3）液态光致抗蚀剂（Liquid Photoresist）图形转移技术;

4）电沉积光致抗蚀剂（ED膜）制作技术;

5）激光直接成像技术（Laser Drect Image）。P163

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图形转移：

----在PCB制造过程中将底版上的电路图形转移到覆铜箔层压板上，形成一种抗蚀或抗电镀的掩膜图形的工艺过程。

抗蚀图形----用于“印制蚀刻工艺”，即用抗蚀材料在覆铜箔层压板上形成正相图形，未被抗蚀剂保护的铜箔，在随后

的化学蚀刻工序中被去掉，蚀刻后去除抗蚀层，便得到所

需的铜电路图形。

抗电镀图形----用于“图形电镀工艺”，即用抗蚀材料在覆铜层压板上形成负相图形，使所需要的表面裸铜图形，经过

清洁、粗化等处理后，在其上电镀铜或电镀金属保护层(锡

铅、锡镍、锡、金等)，然后去掉抗蚀层进行蚀刻，电镀的

金属保护层在蚀刻工序中起抗蚀作用。

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印制蚀刻工艺流程：

→贴干膜————

下料→板面前处理→涂湿膜→烘干→曝光→显影→正相图形→蚀刻→去膜→→下工序

图形电镀工艺过程：

下料→钻孔→孔金属化→预镀铜→板面清洁→→贴干膜————

→涂湿膜→烘干→曝光→显影→负相图形→图形镀铜→图形电镀金属抗蚀层→去膜→蚀刻→下工序

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7图形转移方法网印图形转移光化学图形转移----成本低只能制造大于或等于0.25mm 的印制导线－－能制造分辨率高的清晰图形下料→钻孔→孔金属化→全板电镀铜→板面清洁处理→贴掩孔干膜→曝光→显影→掩孔正相图形→蚀刻→去膜→下工序掩孔蚀刻工艺流程：

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1)光致抗蚀剂：

用光化学方法获得的、能抵抗住某种蚀刻液或电镀溶液浸蚀的感光材料。

2) 机理:

具有抗蚀或抗电镀能力的感光性高分子材料, 吸收光量子后引发光化学反应, 使高分子材料的内部或之间结构发生了变化, 使其溶解度或粘性发生变化, 利用这一特性, 采用溶解或剥离方法形成导电图形。

光致抗蚀剂定义与机理：

9光致抗蚀剂的分类：按用途分按显影类型分按感光类型分为：耐蚀刻抗蚀剂耐电镀抗蚀剂全水溶性抗蚀剂半水溶性抗蚀剂溶剂性抗蚀剂按物理状态分为干膜抗蚀剂液体抗蚀剂１)正性光致抗蚀剂：光照射部分分解(或软化)，曝光显影之后，受光部分从板面上除去。２)负性光致抗蚀剂：光照射部分聚合(或交联)，曝光显影之后，受光部分保留。10

正性光刻

在正性感光膜中，复制到PCB 表面上的图形与掩膜版上的一样。被紫外光曝光后的区域经历了一种光化学反应，在显影液中软化并溶解。而不透明的掩膜版下的没有被曝光的感光膜仍保留在铜泊上。

11负性膜光化学反应负性感光膜曝光后，感光胶因交联而变得不可溶解，并会硬化，硬化后就不会溶解在显影液中，而没有被曝光的负性光刻胶仍是软的，在显影液中就会被溶解。12

光致抗蚀剂的分类：

按光化学机理分为：

１) 光交联型光敏抗蚀剂

２) 光分解型光敏抗蚀剂

3)光聚合型光敏抗蚀剂

１) 光交联型光敏抗蚀剂：

组成:①感光性化合物与高分子化合物的混合物;

②感光性基团的高分子材料。

机理:在光化学反应中, 两个或两个以上的感光性高分子能

连结来, 形成耐蚀的固化结构。

13光致抗蚀剂的分类：①聚乙烯醇肉桂酸脂（KPR ）光敏抗蚀剂： 特点：“负性”光敏剂，反应快、分辨率高、受氧影响小； 机理：双分子交联聚合，称为“光二聚作用交联”。双键的共轭体结构，增强的活性，在光量子的作用下，肉桂酸基双键被打开，高分子进行交联，形成不溶性网状结构而固化。 应用较多。１) 光交联型光敏抗蚀剂种类：14

是一种含有受光照后容易分解的基团（如：重氮基、重氮醌基、叠氮基等）的树指，其由小分子化合物和高分子化合物组成，或高聚物组成。

应用最广泛；

①重氮盐重氮盐光敏抗蚀剂重氮化合物+高分分子化合物；光敏区350-400nm; (相对少用)

②重氮醌光敏抗蚀剂机理与重氮盐不同；重氮醌→芳基正碳离子＋Ｎ2→茚酮（分子重排）→水解；溶于碱液，碱液显影；受光部分溶解。正性．

③叠氮基光敏抗蚀剂负性，非水溶性；受光分解生成活性强的氮烯化合物，其再与双键物（如橡胶等）发生交联形成不溶于溶剂的物质；未曝光部分可用有机溶剂溶去。

光致抗蚀剂的分类：２) 光分解型光敏抗蚀剂：

光致抗蚀剂的分类：

3)光聚合型光敏抗蚀剂

在紫外光的作用下（光激发生成自由基），各烯类单体发生聚合，研成抗蚀性的聚合物。

烯类单体：苯乙稀、丙稀酸甲脂、甲基丙稀酸甲脂、氯乙稀、醋酸乙稀等；

光聚合反应类型

①单体吸收光子生成单体自由基，单体自由基引发聚合反

应生成聚合物。

②单体吸收光子形成激发态，激发态分解形成自由基，自

由基引发聚合反应生成聚合物。

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二)干膜光致抗蚀剂图形转移工艺

(干膜工艺)

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17干膜光致抗蚀剂简称干膜． 早在1950年代干膜使用於印刷工业上作为图像转移。 1968年美国杜邦公司首度发展出应用干PCB 制造的干膜，称为Ｒiston(里斯通)杜邦公司的专利。 杜邦公司的专利权到1984年结束后，陆续有多家世界級的公司也发展出自有品。例：Hitachi 、Morton 牌加入市场競争。

2.1干膜干膜概述18

光致抗蚀干膜是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。

光致抗蚀干膜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0.05mm 。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。干膜

干膜概述