PCB表面技术

　　铜箔的表面质量对图像转移过程的成功和生产量起着重要的作用。需要仔细检查铜筒表面的凹点、钻孔焦痕以及其他任何不合要求的地方，如果检查到不能接受的缺陷，图侮转移过程应该停止，并应该立即将有缺陷的材料报废。因此，任何类型的印制电路板制作方法在图像转移之前都应对铜筒表面进行清洁处理，以便于可靠运用，这是一个基本的步骤。在印制电路板制造过程中，最常遇见的问题是由于基板表面不清洁引起的。因此，基板应远离油类、油脂、灰尘、手指印和有害微粒。可能的污染源是用来修剪、钻孔、冲切或空气压缩机通风的设备。基板表面的任何污染物都可能削弱感光性树脂的附着力或减小电镀沉积铜的结合力。因此，很好的清洁方法对基板表面的准备工作是必需的。普遍使用的方法是:

　　1)人工清洁:

　　① 化学清洗;

　　② 脱脂(蒸气或水性的物质)。

　　2) 机器清洁。

　　一，人工清洁万法

　　1 化学清洗或冷清洗

　　化学清洗必须使用浓缩的碱性化学药品去除基板表面的油类、油脂和污物的微粒。使用浓度为80% -100% 的碱性化学药品，在60 -70 'C之间的温度范围内清洗基板，清洗时间是20 - 30min 。碱性浸泡之后，应使用过滤后的无油自来水有效的冲洗基板，用水浸洗之后再用强水喷射，以保证完全去除清洁剂。因为曝露的环氧基板或聚酰胺基板经过热碱性溶液的浸泡，所以有时应首选中性的或酸性的清洁剂。

　　化学清洗步骤如图7 -1 所示，它们是:

　　1)使用热浸泡清洁器浸泡除油;

　　2) 水清洗(使用4bar8 或60psi 以上的加压水) ;

　　3) 喷水;

　　4) 铜宿微蚀(可选择的) ;

　　5) 水清洗;

　　6) 检查(是否完全去除油类或油脂) ;

　　7) 浸酸(中和) ;

　　8) 水清洗。

　　2 蒸气脱脂

　　这个过程包括用冷凝的纯净溶剂蒸气清洁基板，使蒸气脱脂剂中不易燃的溶剂，例如氟氯化碳(三氯乙烯或全氯乙烯)达到它的沸点，这种溶剂蒸气能除去基板表面的油脂污染物。图7-2 显示了用溶剂除油的清洁过程。第一步使用干净的布轻轻的擦拭，用溶剂浸湿整个印制电路板的表面，这种溶剂是有效的去污剂，并且和它们溶解的材料不发生化学反应;之后是使用浮石或盐熔液擦洗，这个步骤能够除去无机物质，如微粒和氧化物，并有助于一定程度的除油;接下来的步骤是用水清洗印制电路板，然后使用毛刷除去浮石的纤细粒子。所有以上这些步骤，仅在被清洁的印制电路板边缘加以支撑，并且应该尽可能的使用橡胶手套。

　　为了除去残留的碱和金属氧化物，为图像转移准备洁净的表面，板子应在盐酸(浓度为10% )中浸酸。最后的清洗过程最好使用去离子水完成，使用自来水清洗可能导致由水的杂质引起的故障危险。在清洗过程中最后的步骤是烘干，烘干通常是用压缩空气吹基板表面，压缩空气系统的空气管中应该有一个消除压缩机油脂污染物的过滤器。为了完全烘干，应该保持印制电路板在温度为90℃的烘箱中放置大约15min 。

　　溶剂蒸气是有毒的，甚至是众所周知的空气污染物。因此，当操作中使用榕剂蒸气时，必须注意不要吸进蒸气，应该确保充足的空气流通，使蒸气浓度最大不超过100 x10 -4% 。

　　除油也可以使用清洗榕液漫泡，通过有机污染物和榕液起化学反应实现。它十分有效的除去了油类和油脂，并且不会造成任何严重空气污染。

　　蒸气脱脂始终用纯溶剂清洗基板，是对冷熔剂清洗过程的一个改进。把除油部分加热到油脂溶剂的沸点，因此基板的烘干比冷溶剂清洗基板的速度快。蒸气脱脂设备也可使用超声搅动系统，超声搅动系统的搅动是通过声波来完成的。

　　二， 机器清洁

　　在机器清洁过程中，典型的是通过研磨刷清洁机用研磨图7-2 使用溶剂脱剂，例如金刚砂、刚玉、氧化铝和碳化硅清洁基板。这些研脂的人工清洁法磨剂材料可以漫入到尼龙或类似塑料物质中，因而所用的毛刷结构是扁平的薄片形或者是细丝形。在干膜抗蚀剂成层之前，通常使用320 个网格的碳化硅细丝研磨刷清洁铜箔表面.不同类型的机器清洁操作如下:

　　1)抛光;

　　2) 刷光;

　　3) 磨光或砂纸打磨;

　　4) 去毛刺或擦洗;

　　5) 擦洗。

　　1.抛光

　　这个过程是通过使金属表面光滑来改进它的外观。通常使用抛光轮(棉布)进行抛光。

　　2. 刷光

　　这个过程是使用旋转的非金属丝刷，例如尼龙刷使金属光滑，丝刷通常是润湿的。对于非常暗挠的金属表面，使用3F 级或4F 级的浮石粉水浆进行刷光。尽管这样能够很好地除去微粒物质，也能清洁掉重氧化物或其他金属污染物，但不能完全的移除有机污染物，例如油类和油脂。实际上，这些污染物保持在刷子中，因此，在刷光之前建议使用溶剂除油。对于大量镀通孔印制电路板，典型的使用研磨刷清洁的过程框图如图7-3 所示。

　　3. 磨光或砂纸打磨

　　磨光指使用棉布轮擦亮金属表面，从低光泽产品变为高光泽产品。这种方法除去了大量的无机污染物和颗粒物质，也有助于去除钻孔周围的焦痕。磨光能使用电动手持振动器完成。

　　4. 除去毛刺

　　板子钻孔或冲孔之后，需要注意毛刺，毛刺是钻孔穿过印制电路板时产生的多余的金属凸出物。即使使用最好的钻尖和钻孔设备，都会不可能避免形成一定数量的毛刺，特别是在钻尖从基材中出来的地方更是如此。为了制作可靠的镀通孔，这些毛刺必须被彻底的去除，通常使用研磨剂清洗来完成。去除毛刺的机器由去毛刺轮(熔化的碳化硅)组成，用于除去被钻基板上的毛刺，这个过程仅在湿式制程中应用。砂纸打磨过程(湿去毛刺)包括280 - 600 栅格的防水研磨剂。

　　在以上所有的方法中，基板清洁后，在高压( > 60psi)下用水冲洗，并用热吹风吹干。通常，所有的机械过程使用自动的或半自动的机器。在这些过程期间，基材可能被降级，换句话说，就是降低了板子的电性能，因此需要严格的过程监控。

　　5. 擦洗

　　洗擦使用由细塑料毛刷构成的快速旋转式毛刷完成，毛刷不断的用研磨剂浸湿。把浮石粉加入水中形成研磨剂，研磨剂一般可再循环使用。这种方法包括最后的循环水刷洗，以确保颗粒物质全部移除。擦洗机器为印制电路板表面提供了极好的表面抛光。

　　三， 清洁度的测试

　　为了验证清洁是否充分，可以使用在线的水膜破裂测试。铜表面的清洁度可用接触角和可温性表示。

　　1 )接触角:洁净的铜表面应该有非常小的接触角;

　　2) 可湿性:干净的铜表面应该保持一个连续的干净水膜15 - 30s 。在测试期间，水膜不应该破裂为水滴，也不应有未湿的区域。如果水膜破裂，则说明

　　清洁不够充分。