曝光原理與曝光機(jī)介紹高啟清

曝光原理與曝光機(jī)2000/6/1當(dāng)前第1頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)課程綱要曝光原理手動(dòng)線路曝光設(shè)備手動(dòng)防焊曝光設(shè)備平行光系統(tǒng)自動(dòng)曝光設(shè)備當(dāng)前第2頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)線路影像移轉(zhuǎn)方式的演進(jìn)散射光曝光(5mil)平行光曝光(2mil)雷射直接成像LDI(2mil)印刷(8mil)?當(dāng)前第3頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)曝光原理當(dāng)前第4頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)光阻劑種類(lèi)乾膜光阻DryFilmPET+光阻+PE液態(tài)光阻 LiquidFilm防焊乾膜DryFilmSolderMask液態(tài)感光防焊阻劑 LiquidPhotoimageableSolderResist(LPSR)當(dāng)前第5頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)UV曝光原理當(dāng)前第6頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)光阻作用方式正型光阻感光分解，顯像時(shí)溶解正型光阻可製作出較細(xì)線路負(fù)型光阻感光聚合，形成高分子顯像時(shí)不會(huì)溶解有殘足問(wèn)題當(dāng)前第7頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)光阻感光聚合過(guò)程自由基轉(zhuǎn)移TransferFreeRadical聚合/交聯(lián)Polymerization/CrossLinking單體吸收自由基Monomer+R’形成聚合體Polymer顯像DevelopingNa2CO3紫外線照射UVRadiation啟始劑裂解Photoinitiator出現(xiàn)自由基FreeRadicalR’PI+hPI*ITX+hITX*ITX*+PIITX+PI*Monomer&Oligomer+PI*Polymer+PI當(dāng)前第8頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)曝光對(duì)乾膜結(jié)構(gòu)的變化當(dāng)前第9頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)曝光製程-內(nèi)層內(nèi)層曝光抗蝕刻光阻塗佈壓膜DryFilmLamination滾塗RollerCoating乾膜：壓膜→曝光→顯像→蝕刻→剝膜 膜厚1.0,1.3mil，能量45~60mj/cm2濕膜：塗佈→預(yù)烘→曝光→顯像→蝕刻→剝膜 liquidfilm10~15m厚，需100~120mj/cm2 因無(wú)Mylar層可做較細(xì)線路，當(dāng)前第10頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)曝光製程-外層外層曝光抗電鍍光阻塗佈壓膜DryFilmLamination乾膜：壓膜→曝光→顯像→電鍍→剝膜 膜厚1.3,1.5mil當(dāng)前第11頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)曝光製程-防焊防焊曝光保護(hù)銅面塗佈網(wǎng)印FloodScreenPrinting簾塗CurtainCoating噴塗SprayCoating塗佈→預(yù)烤→曝光→顯像→UV硬化→後烘烤 約1mil厚，能量400~600mj/cm2曝光時(shí)需抽真空使底片密貼板材並隔絕氧氣使聚合反應(yīng)加速完成當(dāng)前第12頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)各種UV曝光燈管Capillary:毛細(xì)燈線路曝光用/5KwShortArc:汞氙短弧燈平行光曝光用/3.5,5,8KwLongArc:水銀燈/金屬鹵化物燈防焊曝光用/7,8,9,10Kw當(dāng)前第13頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)各種UV燈管光譜分佈比較水銀燈金屬鹵化物燈毛細(xì)燈汞氙燈光阻聚合365nm當(dāng)前第14頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)線路曝光作業(yè)的考量因素作業(yè)要求底片尺寸穩(wěn)定提高光阻與銅面附著力曝光顯像後光阻側(cè)壁垂直且殘足短光阻種類(lèi)乾膜(壓膜機(jī))濕膜(滾塗/浸塗)達(dá)到最佳光阻解析能力曝光能量↑時(shí)，解析度↓曝光能量↑時(shí)，聚合效果及抗化性↑達(dá)到光阻最佳工作區(qū)間→準(zhǔn)確的能量控制OffContact↑時(shí)，解析度↓→提高底片與板面真空密貼程度利用UV聚合作用將線路內(nèi)容精確移轉(zhuǎn)至光阻上當(dāng)前第15頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)乾膜壓膜設(shè)備的考量因素預(yù)熱加熱銅面而非底材熱壓輪溫度加熱均勻性溫度補(bǔ)充特性熱壓輪壓力熱壓輪壓力均勻性穩(wěn)定速度控制更細(xì)線路→更薄光阻(0.6mil乾膜)膜皺、膜屑防止薄板壓膜適用性設(shè)備產(chǎn)塵量控制最佳的貼合效果─溫度、壓力及速度的配合當(dāng)前第16頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)能量對(duì)光阻聚合影響當(dāng)前第17頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)曝光能量與最佳解析度關(guān)係以乾膜曝光而言，為得到最佳乾膜解析能力，曝光能量有10%的容許區(qū)間，這也是對(duì)能量均勻度的要求當(dāng)前第18頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)UV曝光測(cè)量單位UV強(qiáng)度(照度)單位watt/cm2,milli-watt/cm2

Intensity(Irradiance)製程所需UV強(qiáng)度常不明確UV能量(劑量)單位joule/cm2,

milli-joule/cm2Energy(Dose)所接受能量與時(shí)間有關(guān)在1mw/cm2下照射1秒=1mj/cm2強(qiáng)度對(duì)時(shí)間曲線下面積是一般常給的操作參數(shù)當(dāng)前第19頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)各種UV曝光量表IL1400UVA單一波長(zhǎng)測(cè)量強(qiáng)度/能量EITUVIRadUVA(365)波長(zhǎng)測(cè)量能量ORC351UVA單一波長(zhǎng)測(cè)量強(qiáng)度/能量當(dāng)前第20頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)曝光格數(shù)片格數(shù)片原理測(cè)量曝光量的多少，了解光阻聚合能力受影響程度因格數(shù)片上每一格的光密度不同，曝光時(shí)透光量每格不同，第一格光密度最低透光量最多使光阻感光最足，每增一格，固定增加一定比例的光密度以Riston17為例，每格增加12%光密度。常見(jiàn)格數(shù)片DupontRiston17格、Riston25格Stouffer21格、Stouffer41格Kodak(No.2)21格HitachiPhotec21格當(dāng)前第21頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)吸真空對(duì)曝光影響OffContactExposure 只有平行光可用SoftContactExposure 底片與板面密貼但不吸真空，平行光可用。HardContactExposure底片與板面密貼且吸真空，散射光一定要用當(dāng)前第22頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)手動(dòng)曝光設(shè)備當(dāng)前第23頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)手動(dòng)散射光曝光機(jī)當(dāng)前第24頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)線路曝光機(jī)UVE-5K5KW毛細(xì)燈有效範(fàn)圍:740x610均勻度:85%Mylar對(duì)玻璃雙檯框人機(jī)界面操作檯框獨(dú)立能量控制故障點(diǎn)顯示檯面自動(dòng)電磁鎖真空度不足時(shí)不曝光當(dāng)前第25頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)5KW曝光機(jī)燈管水套結(jié)構(gòu)當(dāng)前第26頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)5KW曝光機(jī)定期保養(yǎng)項(xiàng)目當(dāng)前第27頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)防焊曝光機(jī)UVE-7K7KW金屬鹵化物燈有效範(fàn)圍:810x610均勻度:85%Mylar對(duì)玻璃雙檯框人機(jī)界面操作檯框獨(dú)立能量控制故障點(diǎn)顯示檯面自動(dòng)電磁鎖真空度不足時(shí)不曝光當(dāng)前第28頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)7KW曝光機(jī)燈管水套結(jié)構(gòu)當(dāng)前第29頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)7KW曝光機(jī)定期保養(yǎng)項(xiàng)目當(dāng)前第30頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)手動(dòng)曝光機(jī)操作畫(huà)面當(dāng)前第31頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)平行光系統(tǒng)當(dāng)前第32頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)散射光對(duì)曝光影響當(dāng)前第33頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)平行半角與斜射角當(dāng)前第34頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)平行光曝光系統(tǒng)平行反射鏡(CollimationMirror)曝光照射面(ExposureSurface)反射鏡(ReflectionMirror)點(diǎn)光源短弧燈(ShortArcLamp)橢圓集光器(Collector)冷鏡(DichroicMirror)積光器(Integrator)平行光源:5KW汞氙短弧燈平行半角(CHA):1.5斜射角(DA)<1當(dāng)前第35頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)平行光曝光燈源-汞氙短弧燈Gline:436nmHline:405nmIline:365nm光阻聚合365nm當(dāng)前第36頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)平行光曝光機(jī)的考量因素平行光曝光半角、斜射角強(qiáng)度均勻度能量控制薄板傳送對(duì)位精度吸真空底片漲縮溫度控制濕度控制金屬、玻璃底片無(wú)塵控制Class1000→Class100正壓設(shè)計(jì)靜電消除當(dāng)前第37頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)志聖平行光曝光機(jī)半自動(dòng)型UVE-5KC自動(dòng)CCD對(duì)位型UVOA-5KD自動(dòng)內(nèi)層型UVIA-5KD當(dāng)前第38頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)自動(dòng)曝光設(shè)備當(dāng)前第39頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)自動(dòng)曝光機(jī)架構(gòu)-內(nèi)層曝光曝光系統(tǒng)雙面曝光水平曝光散射光-平行光曝光檯框種類(lèi)上下框可掀式框玻璃框單燈-雙燈底片對(duì)位系統(tǒng)內(nèi)層雙面底片對(duì)底片對(duì)位方式曝光區(qū)內(nèi)對(duì)位底片安裝方式檯面底片吸真空對(duì)位機(jī)構(gòu)X-Y-Y,X-Y-製程板傳送系統(tǒng)進(jìn)料靠邊移載當(dāng)前第40頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)自動(dòng)曝光機(jī)架構(gòu)-外層曝光曝光系統(tǒng)單面曝光-雙面曝光水平曝光-垂直曝光散射光-平行光曝光檯框種類(lèi)上下框-單面框玻璃框-壓克力框單燈-雙燈製程板傳送系統(tǒng)進(jìn)料靠邊-定中心製程板移載底片框移載底片對(duì)位系統(tǒng)外層底片對(duì)製程板對(duì)位方式雙面對(duì)位-單面對(duì)位曝光區(qū)外-曝光區(qū)內(nèi)底片安裝方式檯面底片吸真空檯面底片貼膠帶對(duì)位機(jī)構(gòu)CCD個(gè)數(shù)對(duì)位靶孔當(dāng)前第41頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)自動(dòng)曝光機(jī)架構(gòu)-防焊曝光曝光系統(tǒng)單面曝光-雙面曝光水平曝光散射光曝光檯框種類(lèi)上下框-單面框玻璃框-壓克力框雙燈製程板傳送系統(tǒng)進(jìn)料靠邊-定中心製程板移載底片對(duì)位系統(tǒng)防焊底片對(duì)製程板對(duì)位方式雙面對(duì)位-單面對(duì)位曝光區(qū)外-曝光區(qū)內(nèi)底片安裝方式對(duì)位機(jī)構(gòu)CCD個(gè)數(shù)對(duì)位靶孔-對(duì)位Pad當(dāng)前第42頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)自動(dòng)曝光機(jī)架構(gòu)-通用項(xiàng)目傳動(dòng)系統(tǒng)伺服馬達(dá)傳動(dòng)薄板傳送環(huán)境控制溫度濕度無(wú)塵度控制系統(tǒng)機(jī)臺(tái)動(dòng)作-PLC自動(dòng)對(duì)位-PC,Module操作介面-人機(jī),電腦當(dāng)前第43頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)自動(dòng)對(duì)位機(jī)構(gòu)及CCD靶標(biāo)當(dāng)前第44頁(yè)\共有48頁(yè)\編于星期五\1點(diǎn)外層自動(dòng)曝光機(jī)UVOA-5KD5KW短弧燈/雙燈有效範(fàn)圍: 24“x21”/610x535mm雙面同時(shí)曝光玻璃對(duì)玻璃檯框