电路设计技巧

不要让光刻问题在您的PCB制造上蒙上阴影

投影仪往往是最令人讨厌的技术工作。你可能会想和一个老旧的投影仪和一些漂亮的爆米花度过一个电影之夜,但却无法找到一个让投影仪投影不歪的地方;你可能会试图给你的同事和老板一个非常有影响力的演讲,只是遇到投影机已经挤压了所有的图像和图形;您可能会尝试教授课程,并发现投影机仅以黑白方式传输图像。所有花费在幻灯片上的努力看起来都浪费了,因为投影的图像看起来很荒谬。能够控制投影机及其显示的对齐可以解决这么多的高压力情况。

当PCB制造过程中,也会遇到类似的光学校准过程。它们是光刻工艺的一部分,以在PCB建立时放下图案层。不要因为出现弯曲的滑块而受到影响,当然也不会因PCB设计中的元件错位而受到影响。学习如何正确规划你的光刻过程,以及了解可能影响它的因素,并导致缺陷。

光刻技术如何影响PCB制造?

PCB制造中使用的蚀刻和电镀工艺不是很有方向性。如果在电路板上没有图案保护涂层,所有东西都将被不加区别地蚀刻、电镀或涂层。保护图案可以是金属模板、聚酰胺片或抗蚀剂。制造过程决定哪种材料最合适 – 例如,在蚀刻过程中不要使用金属模板,因为模板会在几块电路板之后损坏和无法使用。

抗蚀剂对光的特定波长(通常是紫外线)是光敏感的(在“biz”中称为光敏感的)。使用光刻工艺使特定区域曝光,以使这些区域中的抗蚀剂固化或硬化。其余的被冲走,留下特定的区域清理下一阶段的处理。用于控制哪些区域被图案化的掩模(如灯光模板)需要与光源和PCB对齐,以确保不会像投影机屏幕那样产生奇怪的效果。否则,你会看到光刻中的一些缺陷。

在拐角处较弱的光源会在制造过程中引起问题。

光刻缺陷的来源

您可能无法在投影机上找到合适的位置 – 有些东西不受您的控制。但是,您可以跟踪光刻缺陷的潜在来源并制定计划。这里有一些要记住的:

阴影:如果您的制造商保持环境清洁,希望您永远不必处理这个问题。但是有时候,灰尘可能会落在掩膜上,当光线照射到光刻胶上时,就投射出阴影,比如把椅子放在投影仪的前面,切掉一小部分图像。这意味着一些区域将不会按照本来的方式进行硬化,而是在下一个处理步骤中被蚀刻掉。

剂量和暴露问题:抗蚀剂暴露在光线下的“剂量”是以积分的形式计算的 – 这是整个曝光时间内光线的亮度。如果时机关闭,或者光线太暗,抗蚀剂可能达不到足够高的剂量来硬化。有时,光源不均匀,所以抗蚀剂的固化相应不均匀。结果在这里变化。如果蚀刻或电镀步骤很快,并且您的制造商有一个坚韧的抗蚀剂,您可能会好起来。或者,你可能会看到抵抗在下一步开始剥落,一点点的董事会开始接触到它不应该的东西。

高宽比:一个常见的问题是光线,掩模或PCB的轻微角度不对中。这与投影机的角度错误相同,使得幻灯片的顶部和底部的宽度不同。在您的PCB上,这意味着抗蚀剂掩膜将被应用不正确的高宽比(孔径宽度与模板厚度)。当电路板完成后,焊接质量差的风险就会更高,这往往导致开路。如果纸板不能正确固化,也可能会出现内层和外层发生收缩,膨胀和翘曲的不同速率,这也会导致高宽比问题。这不仅是光刻技术的真实情况,而且以后可能会导致电路板翘曲。这种缩小和扩展常常是由于CTE不匹配而造成的,CTE不匹配也受整体PCB尺寸的影响,大型电路板更容易出现问题。

对齐:不对齐也可以是水平或垂直平移,其中的图案放置在距离本来应该的地方毫米或更小的地方。随着特征尺寸的减小,小的错位会产生更大的影响,因为错过焊盘或整个焊盘更容易。随着公差的降低,请确保您的制造商可以生产和对齐足够小的功能以符合您的电路板规格。

公差:公差是非常中要的,值得做一些补充说明。功能大小公差取决于您的过程。一些蚀刻剂容易过度蚀刻到需要保护的区域,所以您需要设计掩模层来解决这个问题。对油漆或丝网印刷层进行模版印刷更为宽松。

蚀刻是一个普遍的过程,需要一个面具,即使是家庭PCB生产。

就像整个演示过程中可能出现的错误一样 – 也会有其他因素影响您的PCB制造过程。你的特征尺寸和位置也会影响宽容度;非常接近的焊盘没有太多的错误缓冲。一些蚀刻是定向的并且将需要较厚的抗蚀剂层或者在x或y方向上更好的耐受性。这里的关键是与制造商密切合作,并确保您了解将用于生产PCB的工艺的限制和要求。围绕制造能力规划你的设计将会为你节省很多挫折。

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