PCB線路板影像轉(zhuǎn)移制程詳解-(IO-LAYER)課件

PCB技術(shù)交流

之影像轉(zhuǎn)移製程(I/O-LAYER)Luck

綱1.前處理(PRELIMINARYTREATMENT)介紹及相關(guān)製程能力檢測2.壓膜(LAMINATION)介紹及相關(guān)製程能力檢測3.塗布(COATING)介紹及相關(guān)製程能力檢測3.曝光(EXPOSURE)介紹及相關(guān)製程能力檢測4.顯影(DEVELOPIG)介紹及相關(guān)製程能力檢測5.蝕刻/去膜(ETCHING/STRIPPING)介紹及相關(guān)製程能力檢測6.印刷(Printing)介紹及相關(guān)製程能力檢測7.預(yù)烤(Precure)介紹及相關(guān)製程能力檢測8.後烘烤(Postcure)介紹及相關(guān)製程能力檢測一.前處理(PRELIMINARYTREATMENT)1.目的:

去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度,以利於後續(xù)的壓膜制程銅箔絕緣層前處理后銅面狀況示意圖2.基本流程:

酸洗磨刷+微蝕磨刷+超粗化磨刷+噴砂…………水洗烘幹3.不同的前處理方式:未經(jīng)前處理的銅面刷磨(如刷痕過深,不利於極細(xì)線路製作)刷磨+Pumice(表面均勻性與清潔度佳)Pumice(機械力較弱,表面粗糙度可能不足)Micro-etching(表面均勻性可能無法確保)4.製程能力檢測:4.製程能力檢測:4.2幹燥度測試(Cleaning&Backing):標(biāo)準(zhǔn):孔內(nèi)無水蹟抗氧化時間＞＝４Ｈ測試目的:板面烘幹程度(風(fēng)刀角度/烘幹實際溫度)測試方法:取測試板三片，經(jīng)過前處理後，取板置白紙上用力拍打，觀看紙上是否有水?。y試板三片，經(jīng)過前處理後，放置在無塵室，靜置４Ｈ以上板面無氧化．白紙4.製程能力檢測:4.製程能力檢測:4.3微蝕量測試(Microetching):標(biāo)準(zhǔn):微蝕量＝20~40U”測試目的:板面微蝕處理程度測試方法:取ACM*BCM基板三片，經(jīng)前處理微蝕段，計算所得(微蝕前稱重W1-微蝕後稱重W2)*224(針對10CM*10CM)U”=((W1-W2)/(A*B*2*8.932))*393700

A*B*(U”/393700)*8.932*2=W1-W2

V*ρ=m1mm=39.37mil1mil=1000u"1cm=393700u"

4.製程能力檢測:4.製程能力檢測:4.4粗糙度測試(surfaceroughness):標(biāo)準(zhǔn):RA≧0.2UM

RZ≧1.5UM測試目的:板面粗糙程度及均勻性(刷輪水平度)測試方法:取基板三片，經(jīng)過前處理後，使用粗糙度測試儀取板子C/S面各9點測量數(shù)據(jù)並記錄.4.製程能力檢測:4.製程能力檢測:表面粗糙度測試方法就是一種將一個截面上的凹凸不平展為一種如下曲線的直觀測試技術(shù).測試粗糙度波紋圖4.製程能力檢測:4.製程能力檢測:4.製程能力檢測:4.製程能力檢測:4.製程能力檢測:4.製程能力檢測:4.5刷幅測試(gouges):標(biāo)準(zhǔn):刷幅=0.8CM~1.2CM測試目的:刷輪對板面施加的切削力(大小及水平度)測試方法:取基板一片，經(jīng)過前處理磨刷段，設(shè)定磨刷段參數(shù)依次對每支刷輪做刷幅測試.測試完成後使用直尺量測板面刷幅寬度.刷輻寬度0.8-1.2CMPCB5.前處理制程異常說明(僅針對前處理製程做說明)二.壓膜(LAMINATION)1.定義:從干膜上剝下聚乙烯保護膜，然后在加熱加壓的條件下將干膜抗蝕劑粘貼在覆銅箔板上。干膜中的抗蝕劑層受熱后變軟，流動性增加，借助于熱壓輥的壓力和抗蝕劑中粘結(jié)劑的作用完成貼膜，起搞蝕作用。貼膜時要掌握好的三個要素為壓力、溫度、傳送速度。分隔膜感光層mylar(保護膜)2.幹膜介紹(DryFilm):

干膜是一種高分子的化合物，它通過紫外線的照射后能夠產(chǎn)和一種聚合反應(yīng)形成一種穩(wěn)定的物質(zhì)附著于板面，從而達到阻擋電鍍和蝕刻的功能。干膜的分類一般分為三層，一層是PE保護膜，中間是干膜層，另一個是PET保護層。PE層和PET層都只是起保護作用的在壓膜前和顯影前都有必須要去掉的，真正起作用的是中間一層干膜，它具有一定的粘性和良好的流動性。其主要成分如下：PE層D/F層PET層材質(zhì)：PET厚度：15~25m要求：透光性、無膠粒、無黑點、無白點、無條紋、平坦材質(zhì)：PE厚度：20~40m要求：透明、無膠粒、厚度均勻、摩擦係數(shù)D/F層粘合劑:作為光致抗蝕劑的成膜劑，使感光膠各組份粘結(jié)成膜，起抗蝕劑偽骨架作用，它在光致聚合過程中不參與化學(xué)反應(yīng)。與光致抗蝕劑的各組份有較好的互溶性；與加工金屬表面有較好的附著力；它很容易從金屬表面用堿溶液除去；有較好的抗蝕、抗電鍍、抗冷流、耐熱等性能。光聚合單體:它是光致抗蝕劑膠膜的主要組份，在光引發(fā)劑的存在下，經(jīng)紫外光照射發(fā)生聚合反應(yīng)，生成體型聚合物，感光部分不溶于顯影液，而未曝光部分可通過顯影除去，從而形成抗蝕圖像。光引發(fā)劑:在紫外光線照射下，光引發(fā)劑吸收紫外光的能量產(chǎn)生游離基，而游離基進一步引發(fā)光聚合單體交聯(lián)。增塑劑:可增加干膜抗蝕劑的均勻性和柔韌性。增粘劑

:可增加干膜光致抗蝕劑與銅表面的化學(xué)結(jié)合力，防止因粘結(jié)不牢引起膠膜起翹、滲鍍等弊病。熱阻聚劑:在干膜的生產(chǎn)及應(yīng)用過程中，很多步驟需要接受熱能，為阻止熱能對干膜的聚合作用加入熱阻聚劑。色料:為使干膜呈現(xiàn)鮮艷的顏色，便于修版和檢查而添加色料。溶劑:為溶解上述各組份必須使用溶劑。光致變色劑:使之在曝光后增色或減色，以鑒別是否曝光，這種干膜又叫變色幹膜。3.壓膜缺陷(LaminationDefects):1.OpensandShortscausedbydirttrappedbetweenresistandcopper. 斷路與短路經(jīng)常起因於灰塵粒子沾於乾膜與板面之間2.Openscausedbydamagedlaminationrolls

斷路有時起因於壓膜滾輪的缺陷3.Wrinkles,Wormtracks縐紋,流痕4.Dishdowns,Nicks,andOpenscausedbyairbubblesunderresist

碟形下陷,缺口,斷路也會起因於膜下空泡1.來自於塵埃粒子造成的斷路和短路Encapsulateddirttrapsairaroundparticle. 被包埋的塵埃周圍同時存有空氣Largeparticlewillcauseanopensurroundedbyshorts. 大的粒子將造成由斷路周圍形成短路Smallparticlescauseopens. 小的粒子造成斷路2.壓膜滾輪毀損Holesinrubbercoveringcauseopens滾輪橡皮包覆上的破洞造成斷路Airtrappedbetweenresistandcopper.空氣陷入光阻劑與銅面之間Embeddedparticlesinrubbercovering固體粒子埋入橡皮包覆上’造成光阻劑區(qū)域性變薄,可能引起斷路或短路上下滾輪未水平,各往同一邊靠近ResistRollRollCoreDancerBarVacuumPlateTrimmerKnifeHotRollBoard3.皺紋上下滾輪未水平,各往不同邊靠近ResistRollRollCoreDancerBarVacuumPlateTrimmerKnifeHotRollBoard過熱

ResistRollRollCoreDancerBarVacuumPlateTrimmerKnifeHotRollBoard速度過快

ResistRollRollCoreDancerBarVacuumPlateTrimmerKnifeHotRollBoardUniformPressure均一的壓力LowPressure低壓3.壓膜滾輪壓力分布滾輪中心>邊緣=3~4MIL直形滾輪弧形滾輪4.製程能力檢測4.1壓力均勻性測試(uniformity):標(biāo)準(zhǔn):感壓紙顔色無明顯差異測試目的:壓膜輪壓力均勻性是否正常測試方法:取超低壓感壓紙,分別放置壓膜輪左中右三處,依正常參數(shù)過壓膜,看感壓紙變色狀況.(見下圖)4.製程能力檢測4.2壓膜入板溫度測試():標(biāo)準(zhǔn):45~50℃測試目的:檢測板面各點板溫是否符合要求,確定預(yù)熱溫度/速度.測試方法:取接觸式測溫儀,檢測正反面各九點溫度值.是否在管控範(fàn)圍內(nèi).4.製程能力檢測4.3壓膜出板溫度測試():標(biāo)準(zhǔn):50~60℃測試目的:檢測板面各點板溫是否符合要求,確定壓膜溫度/速度.測試方法:取紅外線測溫儀,檢測正反面各九點溫度值.是否在管控範(fàn)圍內(nèi).5.壓膜制程異常說明(僅針對壓膜製程做說明)二.D.E.S(DEVELOPIG.ETCHING.STRIPPING)1.定義:指顯影.蝕刻.去膜,圖像轉(zhuǎn)移後最終形成線路圖形.顯影是把尚未發(fā)生聚合反應(yīng)的區(qū)域上的油墨（干膜）用顯影液沖去，已感光（發(fā)生聚合反應(yīng)）的部分留為蝕刻之阻劑膜，其原理為利用顯影液之含弱鹼性分子與阻劑的含酸分子進行酸鹼中合反應(yīng)，發(fā)生聚合反應(yīng)的油墨（干膜）不再與鹼性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)得以保留在板面上。蝕刻就是祼露部分的銅跟蝕刻液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被去除的過程，通常此過程保留下來的就是我們所需要的線路部分。去膜利用去膜液之含強鹼性分子與阻劑的含酸分子進行酸鹼中和反應(yīng)，打斷聚合反應(yīng)的分子鍵使其剝落。2.藥水成份及濃度:顯顥:Na2co3參數(shù)設(shè)定:濃度:1.0%+/-0.1%溫度：30+/-2℃蝕刻:氯化銅（Cucl2）.氯酸鈉(Naclo3).鹽酸(Hcl).

參數(shù)設(shè)定:溫度:50+/-2℃

去膜:

NaOH:3.0%+/-0.5%參數(shù)設(shè)定:溫度:50+/-5℃

Development

顯影ElementsofDevelopmentControl

顯影時須控制的三要素CarbonateConcentration

碳酸鈉濃度SolutionTemperature

槽液的溫度SolutionDwellTime顯影時間Exposure/DevelopmentSchematic

曝光及顯影示意圖NotToScaleDuringExposure(Polymerization)hv(light)hvhvemulsionofthephototoolMYLAR?coversheetphotoresistcopperdrilledholetobetented(protected)toolingholetobedevelopedpolymerizedphotoresisttentpolymerizedphotoresistlineclean(developed)spacebetweenpolymerizedphotoresistlinetentedholecleaned(developed)toolingholecopperisolateddevelopedphotoresisttracehvAfterDevelopmentOtherFormsofOverdevelopedSidewalls

顯影過度的乾膜側(cè)壁ProperFanSprayPattern

扇形噴嘴的排列方式UseofConeNozzles圓錐形噴嘴的排列方式PoorcoverageGoodcoverageSprayImpact/Pattern

噴嘴阻塞之示意圖ExcessiveResistFoot

因噴壓低所造成之乾膜側(cè)壁3.製程能力檢測顯顥點測試(Breakpoint):標(biāo)準(zhǔn):35~45%(濕膜)50-60%(幹膜)測試目的:測試顯影速度測試方法:取正常壓膜后但未曝光的板子連續(xù)不斷地的過顯影，使其填滿整個顯影段，停止噴灑,投板處到完全呈現(xiàn)出圖形後的距離為顯影點。顯影槽ACB顯影點=AC/AB

Etching

蝕刻3.製程能力檢測3.1蝕刻速率測試(Etchrate):標(biāo)準(zhǔn):1.0-2.5μm

/min測試目的:單位時間內(nèi)藥水對銅面咬蝕的厚度(咬蝕能力)測試方法:取2/2OZ銅厚，尺寸為15cm*15cm120℃烘烤30分鐘，稱重為W1，以線速(V)走蝕刻.烘干稱重為W2.蝕刻速率=（W1-W2）*V/L*0.097972(L=蝕刻有效長度)3.2蝕刻點測試(E.P):標(biāo)準(zhǔn):內(nèi)層65-75%外層60-70%測試目的:測試蝕刻速度測試方法:同顯影點測試方式3.3蝕刻均勻性測試(U):標(biāo)準(zhǔn):上噴≧85%下噴≧90%測試目的:測試蝕刻段噴灑均勻性.測試方法:取2/2OZ銅箔基板，尺寸為24〞×24〞（與蝕刻寬度相當(dāng)）。用銅厚量測儀在板面上量取N個點，并記好數(shù)據(jù)（X1-----XN）;以1/1OZ的線速走蝕刻。按之前相對應(yīng)的點再量測一下銅厚，并做好記錄（Y1-----YN）;將數(shù)據(jù)相減，取出最大值Max,最小值Min.及所有值的平均值Χ。均勻性U=1-(Max-Min)/2Χ*100%3.4蝕刻因子測試(Etchfactor):標(biāo)準(zhǔn):E.F≧3測試目的:測試蝕刻藥水咬蝕能力.測試方法:設(shè)計4/4或5/5MIL線路,依正常流程生産至蝕刻,完成蝕刻後做切片,量測線路上下線寬,厚度,并量測底片設(shè)計之線寬計算蝕刻因子每片做5個點,上噴下噴都需量測E.F=2D/(下線寬B-上線寬A)蝕刻因子越大，側(cè)蝕就越小。蝕刻的能力就越強。若有未達標(biāo),則進行分析(可能原因:噴嘴,噴壓,角度,藥液等)和調(diào)整１３２５４附:EtchingFactor與蝕刻補償(計算各MIL線路補償值)蝕刻補償與E.F是相互關(guān)聯(lián)的。E.F越小，補償越大。例1:

A線蝕刻EF=3.0B線蝕刻EF=2.0量產(chǎn)板銅厚為1/1OZ=1.4mil解:由EF=2D/（B-A）可知：3.0=2*1.4/（B-A）--------------1

2.0=2*1.4/

（B-A）-------------2可得：1式（B-A）=0.92式（B-A）=1.2例2:A線B線蝕刻EF=3.0，其中A線走板銅厚為1/1OZ=1.4mil,B線走板銅厚為2/2OZ=2.8mil.解:由EF=2D/（B-A）可知：3.0=2*1.4/（B-A）--------------1

3.0=2*2.8/

（B-A）-------------2可得：1式（B-A）=0.92式（B-A）=1.8蝕刻補償與銅厚是相互關(guān)聯(lián)的。銅厚越厚，補償越多。3.5蝕刻定噴測試:標(biāo)準(zhǔn):噴嘴排列整齊,