תהליך חשיפת ה-PCB הוא שלב מכריע בהעברת דפוסי עיצוב במדויק לרבדים מצופים-נחושת, תוך קביעה ישירה של דיוק המעגל ואיכות ה-PCB. הבנת זרימת התהליך שלו חיונית לשליטה באיכות הייצור ולשיפור היעילות.
הסבר מפורט על זרימת תהליך החשיפה
טיפול מקדים: ניקוי וחספוס המצע
לפני החשיפה, יש לטפל מראש בלוח המצופה-נחושת. פני השטח של המצע נצמדים לרוב לזיהומים כגון כתמי שמן, אבק ותחמוצות. אם לא יוסר, זה ישפיע על ציפוי הסרט ואפקט החשיפה, וכתוצאה מכך העברת דפוס מטושטשת וקילוף סרט יבש. בדרך כלל משתמשים בחומרי ניקוי אלקליים להסרת כתמי שמן תחילה, ולאחר מכן משתמשים בתמיסות חומציות להמסת תחמוצות. לאחר הניקוי, יש לחספס את משטח המצע, כגון שימוש בתחריט כימי כדי לחרוט במיקרו את משטח הנחושת בתמיסת תחריט נתרן פרסולפט, יצירת מבנה קמור קמור, הגדלת שטח המגע בין הסרט היבש למצע, והגברת ההדבקה. עם זאת, יש צורך לשלוט בקפדנות על זמן התחריט והריכוז כדי למנוע חריטה מוגזמת להשפיע על עובי שכבת הנחושת ועל מוליכות המעגל.
סרט: הדבק photoresist
הדבקת סרט הוא תהליך של מריחת סרט יבש על הלמינציה המצופה-נחושת מעובדת. הסרט היבש מורכב משלוש שכבות: סרט מגן פוליאסטר, דיאפרגמה מפוליאתילן וסרט רגיש לאור. הסרט הרגיש לאור הוא הליבה ורגיש לאורכי גל ספציפיים של אור. עובי הסרט היבש מגוון, כאשר 1.2 מיליליטר מתאים למעגלים עדינים ו-2 מיליליטר מתאים לתרחישים עם דרישות ביצועים גבוהות נגד-קורוזיה. יש ליישם את הסרט בסביבה עם טמפרטורה של 20-24 מעלות צלזיוס ולחות של 60-70%. על ידי שימוש בגלגלת לחיצה חמה לחימום והפעלת לחץ, הסרט היבש נדבק לרבד המצופה נחושת. יש לשלוט במדויק על פרמטרי יישום הסרט, הלחץ והטמפרטורה, כגון מהירות של 1.5 ± 0.5 מ'/דקה, לחץ של 5 ± 1 ק"ג/ס"מ ² וטמפרטורה של 110 ± 10 מעלות צלזיוס, כדי להבטיח שהסרט היבש נדבק בחוזקה ללא בועות או קמטים.
חשיפה: השגת העברת דפוסים
חשיפה משתמשת בקרינה אולטרה סגולה כדי להעביר את תבנית הסרט על הסרט היבש של למינציה מצופה-נחושת. היוזם הרגיש לאור בסרט היבש סופג אור אולטרה סגול, מתפרק לרדיקלים חופשיים כדי ליזום הצלבה מונומר, ויוצרות מולקולות גדולות שאינן מסיסות באלקליות מדוללות. החלק הלא חשוף מומס במהלך הפיתוח. סרט שלילי משמש בדרך כלל עבור מעגלים פנימיים, בעוד סרט חיובי משמש יותר עבור מעגלים חיצוניים. ציוד החשיפה כולל מכונות לחשיפת מנורות כספית ומכונות לחשיפת LED, כאשר אלה האחרונות הופכות פופולריות בהדרגה בשל יתרונותיה של שכיחות אחידה, מקביליות גבוהה וצריכת אנרגיה נמוכה. אנרגיית חשיפה וזמן הם פרמטרים מרכזיים, ואנרגיה לא מספקת עלולה לגרום לסרט להתנפח ולטשטש את הקווים; עודף אנרגיה עלול להוביל לקשיים בפיתוח ולשאריות דבק. שפופרת מנורה חשיפה כללית של 5000W, עם אנרגיית חשיפה של מנורה עליונה ותחתונה נשלטת ב-40-100 מיליג'אול לסנטימטר רבוע, צריכה להיבדק באופן קבוע ולהתאים עם מד אנרגיית אור. בנוסף, דיוק היישור חשוב גם כן. מכונות חשיפה מתקדמות מצוידות במערכות יישור אופטי כדי להבטיח העברת דפוסים מדויקת.
פיתוח: הצגת דפוסי מעגלים
פיתוח הוא תהליך של המסת סרט יבש שלא נחשף עם מפתח אלקליין חלש, שמירה על החלק החשוף ואפשר לתבנית המעגל להופיע. יש לשלוט בקפדנות על הפרמטרים כמו מהירות הפיתוח, הטמפרטורה, הלחץ וריכוז המפתחים. מהירות מופרזת עלולה לגרום לשאריות של סרט יבש, מה שמוביל לקצר חשמלי; מהירות איטית עלולה לשחוק את הסרט היבש החשוף ולגרום לשבירת חוט. מהירות הפיתוח היא בדרך כלל 1.5-2.2 מטר/דקה, הטמפרטורה היא 30 ± 2 מעלות צלזיוס, הלחץ הוא 1.4-2.0 ק"ג/ס"מ ², וריכוז המפתחים הוא 0.85-1.3%. לאחר הפיתוח, יש לשטוף את לוח ה-PCB במים, לייבש ולבדוק את המעגל. יש לתקן או לגרוט לוחות פגומים.
גורמים מרכזיים המשפיעים על איכות החשיפה
מבחינת אבזור, היציבות של מקור האור היא קריטית. עוצמת האור של מנורות כספית ומנורות LED תפחת לאחר שימוש ממושך, ויש צורך בבדיקות ותחזוקה שוטפות כדי להחליף מנורות מזדקנות או לבדוק את אספקת החשמל של הנסיעה בזמן. הדיוק של מערכת היישור משפיע על דיוק העברת הדפוס, ולכלוך המצלמה ושינויי אורך המוקד עלולים לגרום לסטייה ביישור, הדורשת כיול ותחזוקה קבועים. מבחינת חומרים, איכות סרט יבשה ירודה עלולה להשפיע על הרגישות וההידבקות. פגמים כגון שריטות וחורים על הסרט ישתקפו ישירות בתבנית המעגל. יש צורך לשלוט בקפדנות על איכות הרכש, לתקן את האחסון והשימוש. אנרגיית חשיפה לא נכונה, זמן ופרמטרי פיתוח בפרמטרים של התהליך עלולים לגרום לבעיות איכות שונות. בייצור, יש לקבוע את הפרמטרים האופטימליים באמצעות ניסויים ולאמת ולהתאים באופן קבוע.