Печатные платы

Сухие пленочные фоторезисты СПФ представляют собой трехслойную композицию, в которой первый и третий слои — защитные, а средний слой представляет собой собственно фоторезист весьма сложного состава. "Основу фоторезиста составляют мономеры с двойными связями, способные к полимеризации под действием света, и полимерные связующие. В состав фоторезиста вводятся также сенсибилизаторы, игпбиторы, адгезивы, красители и пластификаторы. Структура фоторезиста представлена на рис. 7.

Импортные сорта фоторезиста типа «Ристон» выпускаются в четырех модификациях и имеют толщину слоя 12,5; 25; 37,5 и 62,5 мкм.

Отечественные пленочные фоторезисты марок СПФ-1, СПФ-2, выпускаемые по ТУ6-17-359—77, имеют толщину пленки 20, 40 и 60 мкм. Некоторые свойства СПФ-2 описаны в ГОСТ 23727—79.

Пленочные фоторезисты значительно технологичнее жидких, обеспечивают возможность панесення рисунка схемы иа заготовки с отверстиями, обладают высокой стойкостью к действию травильных растворов и к электролитам гальванических ванн. Их разрешающая способность обеспечивает получение минимальной ширины проводников и зазоров 0,15 мм. Сухие пленочные фоторезисты наносятся

фоторезист; 3 — пленка лавсана полиэтиленовой пленки;

2 — рулон фоторезиста;

3 — отделительный валик;

4 — прижимной валик:

5 — плата

на платы посредством прокатывания их горячим валиком через защитную лавсановую пленку в установках-ламинаторах. Температура валиков 100—120 °С. Защитная полиэтиленовая пленка перед этим отделяется н наматывается иа вспомогательную бобину.

Схематически операция иаиесеиня СПФ представлена на рис. 8. В том случае, когда СПФ наносится с целью защиты от вытравливания, используют фоторезист толщиной 20 мкм; для гальванических операций применяют пленку толщиной 40—60 мкм.

Следует иметь в виду, что в процессе ламинирования (накатки) выделяются газообразные продукты в виде хлорированных углеводородов — хлористый метилен и трихлорэтнлен, которые относятся к категории весьма токсичных веществ, поэтому в установках для ламинирования предусматривается вытяжная вентиляционная система. После накатки СПФ платы выдерживают а течение 30 мин при комнатной температуре в помещении с желтым светом (так называемое «неактииичиое» освещение) для снятия внутренних напряжений в пленке. Экспонирование производят через прозрачную лавсановую пленку так же, как и для жидких фоторезистов, применяя ультрафиолетовый источник света в виде ртутно-кварцевых ламп с’диапазоном спектра 300—400 им. Продолжительность экспонирования определяется опытным путем. Перегрев платы недопустим, так как при этом происходит прилипание защитной лавсаиоаой пленки к фоторезисту. После экспонирования заготовка плат выдерживается в течение 20—30 мни в затемненном месте для того, чтобы завершился процесс полимеризации тех участков фоторезиста, на которые воздействовал свет. Проявление изображения рисунка производится в установках струйного типа действием растворителя метилхлороформа в течение I—2 мин.

Удаление фоторезиста по окончании операции травления или гальванического покрытия сплавом олово—свинец производят также распылением растворителя хлористого метилена под более сильным давлением (0,3—0,4 МПа). С целью более полного удаления остатков фоторезиста и пленок органических материалов платы дополнительно подвергают струйной промывке водой под давлением 0,2—0,3 МПа.

При обработке СПФ следует иметь в виду, что растворители — метил хлороформ и хлористый метилен — негорючи, но чрезвычайно токсичны. Поэтому все операции, связанные с их применением, должны производиться в хорошо загерметизированных установках, оснащенных вытяжными устройствами.

В установках для проявления и снятия фоторезиста предусматривается замкнутый цикл использования растворителей. После орошения плат растворители поступают в дистиллятор и чистые растворители перекачиваются на повторное использование. Кубовые остатки от дистилляции периодически извлекаются и отвозятся за пределы населенных пунктов для захоронения в специально отведенных местах или сжигаются в печах с улавливанием продуктов сгорания водой во избежание загрязнения атмосферы хлоросодержа-щими газообразными веществами (фосгеном, хлористым водородом).

С целью уменьшения профессиональной вредности операции по обработке СПФ в токсичных растворителях и решения проблемы обезвреживания и уничтожения отходов производства разработаны и выпускаются промышленностью фоторезисты водощелочиого проявления: ТФПК (ТУ ЫУО.037.074) и СПФ-ВЩ (ТУ 6-17-1086—80) Фоторезисты этого типа можно применять только в тех случаях, когда последующие гальванические и химические операции производятся в нейтральных или кислых растворах. Проявление изображения производится в 2 %-ном растворе кальцинированной соды, а удаление — в 2 %-иом растворе едкого натра. В результате в растворах постепенно накапливаются продукты, входящие в состав фоторезиста. Эти продукты удаляются путем подкислеиия раствора проявителя 10 %-иым раствором серной или соляной кислот. Выпадающий осадок продуктов отфильтровывается, подсушивается и укладывается в тару для пересылки в места уничтожения промышленных отходов. Для обработки пленочного фоторезиста типа СПФ-2 имеется необходимый комплект оборудования в том числе:

1. Установка экспонирования рисунка с точечным источником света, обеспечивающая освещенность внутри загрузочной рамы до 45 КЛк.

2. Установка проявления фоторезиста, предназначенная для проявления СПФ-2 струями хлорированных растворителей на заготовках размером" 500 X 500 мм. Установка конвейерного типа со скоростью конвейера от 0,2 до 4 м/мин. Производительность до 10 м2/ч. В комплект установки входят дистиллятор, способный перегнать до 100 л/ч метилхлороформв или хлористого метил-ена и установка очистки воды с пропускной способностью до 1000 л/ч.

3. Установка снятия фоторезиста или сеткографнческих красок рассчитана также на струйную обработку плат размером до 500X500 мм и аналогичными параметрами по производительности (10 м2/ч). Установка также комплектуется дистиллятором с производительностью до 100 л/ч.

Имеется опыт удаления сухих пленочных фоторезистов (типа СПФ-ВЩ) электрохимическим способом путем катодной обработки в слабощелочных растворах или химически в той же среде с наложением ультразвука частотой 10 кГц.

Для фоторезиста водощелочиого проявления типа СПФ-ВЩ имеются линии проявления и удаления. Обе линии конвейерного типа конструктивно аналогичны линиям травления. Линии модульного типа, они компонуются из отдельных узлов, выполняющих операции обработки, промывки и сушки. В составе линий имеется модуль наблюдения для контроля качества выполнения операции.

Прн работе с сухими пленочными фоторезистами встречаются неполадки, причины которых представлены в табл. 11.

Таблица 11. Основные неполадки при получении защитного рисунка с помощью пленочных -фоторезистов ,

Продолжение табл. 11

Травильный раствор иа основе хлорита натрия используется иа некоторых предприятиях для вытравливания- меди в позитивном процессе при наличии защитного покрытия из сплава олово—свинец. Травильный раствор содержит 30—35 г/л хлбрита натрия, 70—90 г/л хлористого аммония, 190—200 мл/л 25 %-ного водного аммиака.

Раствор обеспечивает хорошее качество травления и по своим возможностям аналогичен медно-аммиачному, так как растворение меди происходит не только по вышеприведенной реакции окисления меди хлоритов, ио и за счет образовавшейся аммиачно-медной соли Си (NH3)4C12:

Cu(NH3)4Cl2 + Cu– 2Cu(NH3)2Cl.

Основными недостатками хлоритных растворов являются взры-воопасность хлорита натрня и невозможность регенерации хлорита натрия нз продуктов реакции, образовавшихся в результате травления меди. Попытки промышленного использования для вытравливания меди таких окислителей, как, например, бромат калия КВгО, не далн положительных результатов.

Аммиачный медно-сульфатиый раствор является аналогом аммиачио-медного хлорндного раствора и основным компонентом раствора служит комплексная соль Си(NH3)4S04. Процесс травления протекает по реакции

Cu(NH3)4S04+Cu -• (Cu(NH3)2]2S04.

Травильный раствор имеет состав (г/л): сернокислая медь (C11SO4 5Н20) — 170—190, сульфат аммония— 150—170, водный аммиак (25 %-пын) — 400—500 мл/л. Температура раствора 45—50 "С. Травление меди в этом растворе протекает более медленно, чем в аналогичном хлоридном, поэтому он рекомендуется для использования в полуадднтнвион технологии при травлении тонких (5—7 мкм) слоев меди.

Хромовокислый раствор относится к категории очень сильных окислителей и может быть использован для вытравливания меди при различных резнстивных покрытиях, однако широкого применения хромовокислые растворы не получили вследствие значительных усложнений, связанных с обезвреживанием сточных вод и больших затрат на обезвреживание залповых сбросов при смене растворов. Хромовые соединения, кроме того, являются дорогими и дефицитными. По этим причинам хромовокислые растворы не рекомендуются для промышленного использования.