呂紅剛 宋江珂 張 建

（東莞生益電子有限公司，廣東 東莞 523039）

1 前言

分級分段金手指在設計上突破原始金手指的設計理念，將金手指設計為長短不一或分段的結構，這樣在信號傳輸過程中形成有效的時間差，便于高頻信號的傳輸，而且可以實現帶電熱拔插技術，對后續(xù)的升級維護有非常大的便利。另外此技術還大大促進了基站控制設備標準化和功能模塊化，實現一種控制板可以在不同產品上運用，大大降低了成本。分級分段金手指是由國外提出的一項新興技術，該技術具有產品集成度高（連接器密度高）、占用空間小（1U尺寸）、升級與維護簡便（直接插拔）等優(yōu)勢。國內頂尖通訊設備商在考察了該技術的優(yōu)勢以后將其直接運用在CDMA基站的控制設備上面，并已經成功將此技術推廣到TD、WCDMA、CDM2000等3G系統(tǒng)上。隨著3G網絡的不斷推廣，分級分段金手指也必將有著更加廣闊的前景。我司采用獲得專利授權的選擇性感光濕膜（后簡稱選擇濕膜）法制作分級金手指，其產品質量控制能力是開拓該類市場的重要依靠。

2 分級分段金手指定義與要求

2.1 分級分段金手指定義

分級金手指：使用選擇濕膜工藝及匹配流程實現單元內同時制作出不同長度金手指的工藝（圖1）。

分段金手指：使用選擇濕膜工藝及匹配流程實現同一根金手指中間按客戶要求任意長度分隔的工藝（圖2）。

圖1

圖2

2.2 分級分段金手指尺寸要求

圖3

3 選擇濕膜法尺寸影響因素分析

3.1 選擇濕膜方法制作分級分段金手指原理

在鍍金手指前，采用感光濕膜，在金手指位置曝光產生圖形，鍍金后再完成蝕刻退膜，形成無導線的分級分段金手指，示意圖如圖4。

圖4

3.2 選擇濕膜制作影響尺寸因素分析

選擇濕膜法制作分級分段金手指，選擇濕膜采用圖形轉移的方式進行生產，圖5用魚骨圖分析影響選擇濕膜尺寸的因素：

圖5

通過魚骨圖分析，我們發(fā)現影響選擇濕膜尺寸超差的因素很多，人員、機器設備、物料、方法法和環(huán)境都有影響。其中，通過對人員進行培訓，設備進行調試維護，物料進行檢驗，環(huán)境進行監(jiān)控，能夠有效的降低甚至消除人、機、物、環(huán)的影響。下面重點從方法面上對影響選擇濕膜尺寸的因素進行分析，包括不同工藝參數、菲林尺寸補償控制及對位精度的設定。

3.3 工藝參數的變化對濕膜尺寸的影響分析

影響選擇濕膜尺寸主要有選擇濕膜厚度、預烘參數、曝光能量三個方面因素影響。

3.3.1 選擇濕膜厚度的影響

采用絲網印刷，研究不同厚度情況下，曝光級數與厚度、濕膜寬度與厚度的影響，結果如圖6：

圖6 濕膜寬度與濕膜厚度關系

從圖6來看，隨著濕膜厚度的增加，濕膜的寬度增加明顯。濕膜厚度由25 μm增加至75 μm，濕膜寬度由0.200 mm增加至0.35 mm。分析原因，是由于濕膜是向外滲油，厚度越大，滲油就越明顯。根據此數據，設定濕膜厚度40 μm ～ 45 μm，便于后續(xù)精度控制。

3.3.2 預烘參數的影響

絲印參數固定不變，控制濕膜厚度在40 μm ～45 μm范圍內，選用不同參數烘板，分析濕膜寬度分布，結果如圖7。

圖7 不同烘板參數濕膜寬度

從圖7分析，增加烘板時間或升高烘板溫度，濕膜寬度均有下降趨勢，且公差會隨之減小。但提高烘板條件會增加退膜難度、增加菲林補償，而且在70 ℃ /30 min條件下仍可保證0.03 mm極差，因此不宜將烘板參數調高。此處選擇70 ℃/30 min烘板條件。

3.3.3 曝光能量的影響

控制濕膜厚度在40 μm ～ 45 μm，預烘參數70 ℃/30 min，試驗選用不同曝光能量，同時記錄曝光尺，結果見圖8。

圖8 濕膜寬度隨曝光能量變化趨勢圖

從圖8的結果來看，隨著曝光指數的增加，曝光尺曝光級數和濕膜寬度相應增加。選取160～200的曝光指數最佳，此時濕膜寬度不會過小、區(qū)間內變化不明顯、且公差可控。

3.3.4 綜合結果

絲網印刷，濕膜厚度控制40 μm ～ 45 μm，70 ℃/30 min烘板，曝光指數160～200，為選擇濕膜制作最優(yōu)條件。

3.4 分段金手指濕膜菲林尺寸補償設計分析

3.4.1 菲林尺寸、濕膜后寬度與成品間距（L2）對應關系分析

以菲林尺寸0.20 mm設計值進行設計，按前述優(yōu)選參數進行制作，測量濕膜制作后和成品間距（L2）數據，結果如表1。

表1

3.4.2 對菲林進行補償

根據以上數據，將菲林設計補償設為-0.023 mm，再次制作測量精度結果，蝕刻Ⅱ后分段間距范圍控制在0.19 mm ～ 0.22 mm，Cpk值為2.1，較菲林未補償時進一步提升。

3.5 提升選擇濕膜對位精度

3.5.1 增加對位焊盤和檢查焊盤

由于L1精度主要受選擇濕膜位置與圖形對位精度影響，為了提高手動對位精度，在每個單元對角增加對位焊盤與檢查焊盤，對位焊盤用于對位員工觀察，檢查焊盤用于選擇濕膜顯影后員工檢查對位情況。根據設計公差±0.15 mm要求，此處對位精度設置0.05 mm即可。

按前述控制條件增加對位焊盤和檢查焊盤，制作結果，長度能力Cpk 3.32，能力足夠，方法有效。

4 工藝規(guī)范與控制計劃建立與效果評價

在確定以上關鍵過程控制點后，建立了工藝規(guī)范與控制計劃，主要包括：

（1）選擇性感光濕膜物料控制；

（2）絲印參數與濕膜厚度控制；

（3）預烘參數控制；

（4）對位圖形設計與對位方法；

（5）曝光參數控制；

（6）顯影參數控制；

（7）顯影后鍍金手指前濕膜尺寸標準與抽檢；

（8）成品抽檢。

按以上規(guī)范進行批量生產后，持續(xù)收集數據，分級分段金手指尺寸L1精度能力可達到1.60，L2精度能力可達到2.20。

在建立規(guī)范后，極大的改變了原制造過程控制不穩(wěn)定問題，過程重復性高，制作窗口寬，過程中可及時發(fā)現異常并及時糾正。產品合格率大幅提高，提高了生產效率和產品質量穩(wěn)定性，為開拓該類產品市場，打下了堅實的基礎。

[1]林金堵, 龔永林.信息產業(yè)部電子行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導中心[M].現代印制電路基礎, 印制電路行業(yè)協(xié)會, 2001,2.