线路说明板细线工艺及实际问题

现在PCB元器件的集成度越来越高，而体积越来越小，广泛采用BGA型封装。 因此，PCB线路会越来越小，层数越来越多。 减少线宽和线间距就是尽可能利用有限的面积，增加层数就是利用空间。 未来电路板的主流是2-3百万甚至更少。

一般认为，电路板的产量每增加或上升到一个档次，就必须投入一次，而且投入的资金比较大。 也就是说，高端PCB是由高端设备生产的。 然而，并非每个企业都能承受得起如此大规模的投资，而且投资后进行测试和收集过程数据需要花费大量的时间和金钱。 比如，根据企业的现状进行实验、试生产，再根据实际情况和市场情况决定是否投资，这似乎是更好的方法。 本文详细描述了普通设备条件下所能生产的细线宽度的极限，以及细线生产的条件和方法。

一般的生产工艺可分为盖孔蚀刻法和图案电镀法，两者各有优缺点。 酸蚀法得到的电路非常均匀，有利于阻抗控制，环境污染小。 但是，如果有洞，就会报废； 碱腐蚀生产控制相对容易，但线路不平整，污染环境。

首先，干膜是制作PCB电路最重要的东西。 不同的干膜分辨率不同，但一般曝光后可以显示2mil/2mil的线宽和线距。 普通曝光机分辨率可达200万。 一般在这个范围内的线宽和线间距是不会出问题的。 对于线宽为4mil/4mil或以上的显影液喷嘴来说，压力与溶液的浓度关系并不密切。 对于3mil/3mil或以下线宽的喷头来说，喷头是影响分辨率的关键。 一般采用扇形喷嘴，显影前压力在3 BAR左右。

虽然曝光能量对电路的影响很大，但目前市场上使用的大多数干片的曝光范围都相当宽。 可分为12至18级（25级曝光尺）或7至9级（21级曝光尺）。 一般来说，低曝光能量有利于分辨率，但当能量过低时，空气中的灰尘和杂物对其影响很大，会造成断路（酸蚀）或短路（碱蚀） 在随后的过程中。 因此，实际生产中应结合暗室的洁净程度，根据实际情况选择可生产的线路板的最小线宽和线距。

电路越小，开发条件对分辨率的影响越明显。 线在4.0mil/4.0mil以上时，显影条件（速度、药液浓度、压力等）无明显影响； 当线路为2.0mil/2.0/mil时，喷嘴的形状和压力对线路的正常发展起着关键作用。 此时显影速度可能会明显降低，药液浓度对线条外观有影响。 可能的原因是扇形喷头的压力大，当线间距很小时冲量仍能到达干膜底部，故可显影； 锥形喷头压力小，不易形成细线。 此外，印版放置方向对分辨率和干膜侧壁也有显着影响。

不同的曝光机有不同的分辨率。 目前曝光机的一种是风冷式，面光源，另一种是水冷式，点光源。 标称分辨率为 400 万。 但实验表明，3.0mil/3.0mil无需特别调整或操作即可达到； 甚至可以达到0.2mil/0.2/mil； 1.5mil/1.5mil在能量降低的时候也能分辨出来，但此时操作要小心，灰尘杂物的影响很大。 另外，在实验中Mylar面和玻璃面的分辨率没有明显区别。

对于碱性腐蚀，电镀后总会出现蘑菇效应，一般只是明显和不明显的区别。 如果线大于 4.0mil/4.0mil，则蘑菇效应较小。

当线为 200 万/200 万时，影响非常大。 干膜因电镀时铅锡溢出而陷于蘑菇状，极难脱膜。 

解决方案是： 

1、采用脉冲电镀，镀层均匀； 

2、使用较厚的干膜。 一般干膜为35-38微米。 较厚的干膜为50-55微米。 成本较高。 这种干膜在酸蚀中效果较好； 

3、小电流电镀。 但这些方法并不彻底。 事实上，很难有一个非常完整的方法。

因为蘑菇效应，细线的去膜很麻烦。 由于氢氧化钠在2.0mil/2.0mil时对铅锡的腐蚀非常明显，所以在电镀时可以通过加厚铅锡和降低氢氧化钠浓度来解决。

碱蚀时，不同的线宽有不同的速度，不同的线形有不同的速度。 线路板制作线路粗细无特殊要求时，线路板采用厚度0.25oz铜箔制作线路板，或部分0.5oz底铜。 被蚀刻。 较薄的铜镀层、较厚的铅锡等都有助于用碱蚀制作细线。 此外，喷嘴应呈扇形。 一般锥形喷嘴只能达到4.0mil/4.0mil。

酸蚀与碱蚀相同的是线宽和线形速度不同，但一般情况下使用酸蚀干膜在传输和前道工序中容易破损或划伤掩模膜和表层膜 . 因此，在生产过程中应注意。 酸蚀的效果比碱蚀好，没有蘑菇效应。 侧蚀小于碱蚀。 此外，扇形喷嘴的效果明显优于锥形喷嘴。 线路蚀刻后PCB阻抗变化小。

在PCB生产过程中，贴膜的速度和温度、板面的清洁度、重氮片的清洁度对合格率有很大的影响，尤其是对酸蚀贴膜的参数和平整度影响更大。 板面； 对于碱腐蚀，暴露的清洁度非常重要。

因此，相信普通PCB设备无需特别调整即可生产3.0mil/3.0mil（薄膜线宽和间距）板； 但合格率受环境、人员熟练程度和操作水平的影响。 碱腐蚀适用于3.0mil/3.0mil以下线路板的生产。 除非基铜小到一定程度，否则扇形喷嘴的效果明显优于锥形喷嘴。