印制电路板-照相制版工艺及参考数据

一、印制电路板-照相制版概述

照相底版的质量直接影响到印制电路板的生产质量。每一种印制电路板都需有一套相应的照相底版，线路板厂称之为菲林片，其中包括正、反面电路图，阻焊图和字符标记图等。

照相底版的主要用途是：

①图形转移中的感光掩膜图形；

②丝网模板的制作；

③机械加工的参考；

④数控编程的主要依据。

早先的照相底版，首先绘出照相底图，然后经过照相或翻版制成照相底版。随着电子工业的快速发展，对印制电路板的要求越来越高，对照相底版的质量要求也越来越高。如果照相底版的质量达不到要求，那么印制电路板也就不可能有好的质量。近年来，由于利用了先进的光绘工艺，照相底版的制作有了较大的发展，极大地提高了制作速度的底版质量。

照相底版应满足以下条件：

①照相底版的精度应与印制板所要求的精度一致，并能补偿生产工艺中造成的偏差；

②照相底版的图形应符合设计要求，图形及符号不能有缺损；

③满足感光工艺要求，使黑白反差大，图形边缘应平直、整齐，不应有虚影现象；

④照相底版的材料尺寸稳定性要良好，不可以因环境温度、湿度的变化而有大的变化；

⑤多层板和双面板的照相底版，焊盘和公共图形的重合度要好；

⑥照相底版材料应能透过所要求的光波波长。

二、照相底版的制作

(1)手工绘制底图

原始的制图方法是手工绘制，根据要求设计草图，然后用铜版纸打底稿，最后还需描、填等工作。此方法精度很难达到要求，而周期长，工作量大，现今基本不采用手工绘制的方法来制图。

(2)贴图

贴图的优点是比手工绘制底图速度快，精度度，质量尚可，修改容易。印制板行业可采用贴图的方法进行照相制版。然而随着计算机技术和光绘技术的发展，采用贴图制版日渐趋少。但在生产中，底版局部修改采用贴图的办法仍然比较广泛。

(3)计算机辅助设计制图

随着计算机辅助设计技术的快速发展，在一段时间内使用计算机设计，驱动绘图机在铜版纸上绘制出2:1的照相底图，然后用照相机按图纸要求缩照出照相底版的方法很快替代了原先的手工绘制和贴图法。计算机辅助设计方法提高了工作效率及照相底图质量，缩短了制图的周期。

尽管计算机辅助设计技术有比较明显的优点，但仍存在精度不高、图像重合度较差、线条有毛刺等现象。

(4)光绘

随着计算机的发展，印制电路板工业采用的计算机辅助设计技术也得到了较快的发展。现在，印制电路板已经向高精度、小孔径、超细导线、多层化发展，原先采用的几种照相制版工艺不能实现印制电路板高质量的要求，光绘机的出现，使得印制电路板照相底版的制作速度快，精度高，质量好，避免了人为的错误，极大提高了工作效率，缩短了生产周期。使用光绘机制版可直接将计算机辅助设计的印制板图形和数据输入光绘机的计算机系统，控制光绘机，利用光线在底片上绘制出印制电路板图形，然后经显影、定影就得到照相底版。

①底版显影

显影液是由显影剂、加速剂、保护剂和抑制剂组成的。显影液的配方如下：

米吐尔：3.1g/L

无水亚硫酸钠：45g/L

对苯二酚：12g/L

无水碳酸钠：67g/L

溴化钾：1.9g/L

显影液的配制过程：

a.首先将水烧开，除去溶解在水为的空气；

b.待水温降至50～54℃时，量取750ml；

c.在不断搅拌下依次加入配方中各种化学药品。待各种药品完全溶解后加水至1L即可。显影将经光照后的银盐还原成黑色银。

②底版定影

定影液配方如下：

甲液：无水亚硫酸钠：75g/L

醋酸(28%)：235ml

硼酸：37.5g/L

硫酸铝钾：75g/L

乙液：硫代硫酸钠：300g/L

定影液的配制过程：按甲、乙液分别配制，取50℃左右热水700ml，依次加入各种化学药品，待搅拌至完全溶解后分别加水至1L。使用时，取甲液1份加入不断搅拌的4份乙液中，混合均匀即可使用。

定影去除没有被还原的银盐，防止再曝光而影响底片图像。

底片在显影后，用水充分冲洗就可进入定影液中进行定影，定影后为防止底片发黄现象的生产，应用水冲洗20min以上。

三、光绘底版的检验

(1)外观检验

底版检验通常采用目视检验，检验应在最有利的观察距离和合适的灯光照明下，定性检查最想原版的标记、外观、工艺质量及图形等。合格的底版外观平稳，无褶皱、破损和划印，整张底版正、反面均无灰尘，无指印，黑色明显，无图像处透明清洁。

(2)细节及细节的尺寸检验

细节尺寸检验应使用有测量刻度并可读数的线性放大约10倍或放大100倍的专用光学仪器。仪器测量误差应小于5%。对于大于25mm距离的尺寸检验，可用带精密刻度的风格玻璃板。

细节检验可使用线性放大10倍的光学仪器，检验时使用透射光检查是否有导线缺陷和导线之间有无污物。导线缺陷包括针孔、边缘缺口等。

(3)光密度的检验

检验光密度可使用普通光密度计测量透明不和透明部分，测量面积可确定直径为1mm。当要求不太高时可用标准中灰色复制底版或用一张灰色定标复制底版，用目视进行比较检验。

(4)底版的尺寸稳定性

环境的变化使底版尺寸稳定性变差。影响底版尺寸稳定性的主要因素是环境温度和相对湿度。底版尺寸越大，总偏差就越大。通过对环境温度以及相对湿度的控制，就可控制底版的变形。保证环境温度和相对湿度的稳定，在很大程度上就保证了底版的尺寸稳定。

随着电子工业的高速发展，对印制电路板精度的要求越来越高，印制电路板密度越来越大。当底版有很小的变形时，就会使焊盘成像后产生缺口现象。因此，底版在运输、生产、存储的过程中应有良好的环境条件，尽量使温度、湿度的变化最小化，以确保底版的尺寸不至变化太大。要把底版的尺寸变化作为一项主要技术指标来给予充分重视。