PCB內(nèi)層工藝實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)報告(精華)

1、內(nèi)層制程實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 總結(jié)人:李凡2011-5-1,內(nèi)層制作流程,裁板,涂布,曝光,顯影,蝕刻,去膜,前處理,裁 板 工 序,按照設(shè)計規(guī)定要求,將基板裁切成工作所需尺寸. 注意事項: 1)避免板邊披鋒影響品質(zhì),裁切后進(jìn)行磨邊,圓角處理,防止刮傷. 2)考慮漲縮影響,裁切板送下制程前需烘烤. 3)裁切注意機(jī)械方向一致性.,前 處 理 工 序,目的:去銅面污染,增加銅面粗糙度. 前處理方法: 1.化學(xué)處理法:以化學(xué)反應(yīng)造成銅面微蝕 2.機(jī)械磨刷法:用灰色尼龍刷,進(jìn)行磨刷.,化學(xué)微蝕法,化學(xué)微蝕法只針對內(nèi)層薄板(8mil以下)使用以避免薄板遭磨刷輪損壞。在這其中化學(xué)微蝕法也會搭配磨刷法一起針對外層板

2、進(jìn)行銅面處理，加強(qiáng)粗化作用，以利獲得更加之完美的銅面附著力，提升品質(zhì)。 化學(xué)微蝕法主要是SPS+H2SO4做為藥水成份,其微蝕速率控制在4060,刷 磨 法(Brush),利用磨刷輪均勻拋刷銅面使其平整且刷痕一致，并獲得均勻粗糙度，如此對油墨才有良好的附著力，而為了了解銅面清潔度及粗化度是否合格，可作水破實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。(水破至少30秒),前處理重點(diǎn),微蝕速率確認(rèn)(4060 u) 微蝕速率 1、取二片10CM x10CM之基板走微蝕并烘干以微秤計秤 重得W1 2、同上二片基板再走微蝕并烘干以微秤計秤重得W2 3、(W1-W2)*213=微蝕速率(u) 水破測試(30 sec) 測試前處理后板面清

3、潔程度。板子從水中拿起需保持完整的水膜30 sec 板面無水痕 目視檢查上下板面不可有水痕殘留 粗糙度 Ra:0.20.4um 波峰與波谷平均值 Rz:23um 波峰谷最大值-最小值 Wt:4um 最大波峰-最小波谷,設(shè)備簡介: 采用一種滾動涂布設(shè)備,利用圓柱形涂布輪帶動基板前進(jìn)使基板兩面均勻涂上一層油墨,經(jīng)過烤箱烘烤而達(dá)到即定要求,使用板厚度為0.13.0mm.,流程介紹:,清 潔,涂 布,清 潔,收 板,涂布作業(yè)條件: A.為防止灰塵之影響涂布室應(yīng)控制無塵度,為細(xì)線路制造必須. B.涂布前基板表面必須先經(jīng)前處理后使油墨得到良好附著力. C.涂布前油墨攪拌510分鐘.,烘 干,涂 布 工 序

4、,清潔機(jī)原理圖:,A,A.粘塵輪 B.粘塵紙 C.基板,清潔機(jī)的主要作用: 通過間接粘塵方法,除掉磨刷過的板面上的板面的銅粉及灰塵,使板面更清潔,達(dá)到涂布無塵的銅粉粒的效果.,C,A,A,A,B,B,涂布前清潔處理,涂布原理:,基板,油墨的粘度的高低決定油墨厚度,轉(zhuǎn)速越快,涂布厚度越厚,金屬刮刀與涂布輪松緊調(diào)節(jié)可改變涂油墨厚度,A1/A2:涂布輪 B1/B2:金屬刮刀,將油墨涂在橡膠輪上 C1/C2:油墨輸送,將從主油墨槽抽取的油墨送至各刮刀油墨槽內(nèi),涂布原理,烘干: A.利用發(fā)熱部件,使帶有溶劑的油墨板利用耐高溫的輸送帶傳輸,借用適宜溫度迅速將 PMA溶劑蒸發(fā)的過程. B.為保證板面的干凈度

5、,必須對烤箱進(jìn)行保養(yǎng)清潔. 方法:1.用粘塵紙清潔輸送系統(tǒng)及烤箱內(nèi)壁2 2.用吸塵器吸灰塵2 3.用氣槍吹出底下的灰塵,再用吸塵器吸或用粘 塵紙粘2 4.對各風(fēng)扇過濾網(wǎng)進(jìn)行清潔及更換2 涂布輔助工具 膜厚計:用來管控涂布厚度，膜厚要求2m,烘干與保養(yǎng),油墨涂布烘感后裸露在空氣燈光下，因受環(huán)境的影響開始產(chǎn)生微秒的聚合反應(yīng) ，如果放置時間越長對生產(chǎn)的品質(zhì)的影響就越大。因此不可置放超過24小時為 最佳（存放條件溫度，濕度%），以免油墨過度的聚合而 產(chǎn)生邊鎖反應(yīng)，導(dǎo)致油墨因聚合作用而附著于銅面上，造成顯像不潔而形成短 路、殘銅。,涂布烘干后至顯影前置放,1.油墨粘度量測(150180秒 3#流速杯測量

6、) 2.烘箱溫度量測設(shè)定 3.膜厚量測（膜厚控制在812m） 4.涂布品質(zhì)確認(rèn),涂布重點(diǎn),曝光原理 利用油墨的感光性,透過紫外光照射,把板面油墨由單體變成聚合體.這種反應(yīng)過 程是由油墨成份中的感光樹脂與光敏劑所產(chǎn)生的光合作用來完成。,曝光(Expose),曝光工序,曝光機(jī),曝光能量：格，mj/cm2（到達(dá)油墨表面的能量）曝光照度：20mWatt(出廠時；隨著使用時間增長而衰退，且曝光時間增長，才能達(dá)到曝光能量的要求)均勻度：80%測量框架九宮格點(diǎn)，以最低照度除以最高照度乘以100%后需大于80%,曝光能量對油墨的影響,曝光能量=燈管強(qiáng)度*曝光時間 E(mJ/cm2) =I(mW/cm2)*T(

7、S),聚合度,起始劑消耗,部分聚合,飽和狀態(tài),曝光能量,UV 感光聚合過程,起始反應(yīng) I (initiation) UV R(活性自由基) + other 聚合反應(yīng) R + M(monomer) M + other M + M P (polymer) P + M P-M 終止反應(yīng) P-M1-M2 + P-M3-M4 P-M1-M2-M3-M4-P,干膜與油膜的分辯率對比,平行光,非平行光,油膜,干膜,Mylar,Mylar,曝光能量的測量,量測曝光機(jī)曝光效果的方式則是使用21階能量表(Stouffer 21 Step Tablet)來測試曝光能量是否符合要求，以防止曝光能量太強(qiáng)造成線距變細(xì)、曝

8、光能量太弱造成線路缺口、開路的情形發(fā)生。首先將21階能量表置于底片線路圖形外的區(qū)域，一同與板子曝光及顯影，之后觀察21階能量表所顯現(xiàn)出的格數(shù)為何。油墨所需的曝光能量值皆由廠商提供。,曝光能量的穩(wěn)定,光學(xué)元件的好壞會決定曝光效果。通常曝光燈使用壽命約800小時就必須新，但這只保證燈源無礙，代表曝光品質(zhì)能提升，影響曝光品質(zhì)最深乃是各項光學(xué)元件（內(nèi)外水套、燈罩等）。因此一但發(fā)現(xiàn)曝光能量未變但曝光時間變長了，即表示曝光強(qiáng)度降低，而曝光強(qiáng)度降低代表光學(xué)零件因使用時間增長導(dǎo)致老化而使工作效能衰退。若在一間落塵量符合標(biāo)準(zhǔn)的無塵室里，光學(xué)元件使用35年后就應(yīng)評估更新以保持最佳的曝光效能，如果持續(xù)使用老舊品而愿

9、更新，而這也表示曝光機(jī)的每日曝光量將降低且曝光品質(zhì)也易受影響。,曝光重點(diǎn),曝光能量的測試（57格） 曝光菲林及板面清結(jié)要做到位，減少定點(diǎn)不良 曝光首件檢查的力度應(yīng)高平率,曝光工藝異常排除,顯 影 工 序,原理：利用顯影液之含弱堿性分子與阻劑的含酸分子,進(jìn)行酸堿中和反應(yīng),阻劑經(jīng)UV光照射后形成光聚合反應(yīng)不再與堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),得以保留在板面上,此即顯影 顯影液:Na2CO3，K2CO3 顯影點(diǎn):顯示油墨顯影所需時間（顯影點(diǎn)范圍%） 顯影溫度:30 左右,顯影點(diǎn),假設(shè)顯影槽長2m,傳輸速度為2m/min 油墨的完全顯影時間為:20s,0.6m,當(dāng)板子到達(dá)顯影槽三分蘗之一時,板子的右半邊已經(jīng)顯影完全

10、,這時的顯影點(diǎn)為30%,每一種油墨都有一定的顯影點(diǎn)范圍如:30%-50%,則其顯影速度在2.0-3.2m/min之間,低于2.0會過顯影,高于3.2則會顯影不足,顯影點(diǎn)范圍越寬,油墨越好.,30%,2m,藥水組成,業(yè)界常用的藥液是以無水碳酸鈉(Na2CO3)加水而成，濃度在重量比0.8%1.2%之間。較高藥液濃度可容許較高油墨負(fù)荷量，但較不易清洗干凈，且操作范圍(Operating Window)較小；反之，過淡的濃度所能承受的油墨負(fù)荷較小。因此正確的配藥濃度應(yīng)與油墨廠商研究調(diào)配。P.S：碳酸鈉的來源為含水化合物，須注意其有效含量，例如Na2CO3.H2O內(nèi)含約85%的純Na2CO3,顯影溫度

11、,顯影溫度是影響顯影速度的最大變數(shù)，范圍約在2832之間，需依油墨而定。由于操作時藥液因幫浦的壓縮作用產(chǎn)生大量的熱能會促使溫度升高，而有顯影過度的可能，因此顯影機(jī)需加裝冷卻水管來保持適當(dāng)?shù)臏囟?；而溫度過低時，會造成顯影不潔，因此需加裝加熱器使溫度能達(dá)到操作范圍，而得到最佳顯影效果。,油墨與藥液作用會產(chǎn)生膨脹作用(Swelling)，因此需要適當(dāng)?shù)膲毫頉_掉表面已作用過的浮層，使干凈藥液能繼續(xù)與油墨產(chǎn)生作用，而不至于發(fā)生水池效應(yīng)。而針對細(xì)線路而言，適當(dāng)壓力應(yīng)在2030psi之間。,顯影壓力,噴嘴與濾網(wǎng),所謂硬水是指含鈣、鎂等礦物質(zhì)成分超過150ppm一般自來水或地下水因含有礦物質(zhì)及污垢（污垢的形

12、成：自來水中的鈣、鎂與碳酸鈉反應(yīng)形成碳酸鈣CaCO3），若長期使用易與油墨結(jié)合形成硬垢，造成噴嘴或噴管阻，影響噴灑面積，最后導(dǎo)致顯影不潔。因此建議使用蒸餾水搭配碳酸鈉制成藥液，會是最佳選擇。,噴嘴的使用主要是避免殘渣塞住噴嘴而形成顯像不潔。噴嘴大致可分為兩種，一為圓錐型二為扇型。圓錐形特點(diǎn)是涵蓋的面積廣，雖可得到較佳的均勻性，但沖擊力小，易造成顯像不潔。而扇型噴嘴噴灑面積小，但沖擊力大，顯像效果較佳。因此針對細(xì)線路內(nèi)層板，以使用扇型噴嘴較佳，因密集線路區(qū)需較高的藥液沖擊力來清除線路內(nèi)殘渣；而內(nèi)層板上層易形成水池效應(yīng)(Pudding)，若壓力不夠會造成上層顯影不潔，易導(dǎo)致缺口或斷路產(chǎn)生。不論用何

13、種噴嘴，最重要是其是否能重疊(Overlapping)，以達(dá)到均勻且干凈的顯像效果。,水質(zhì)硬度,消泡劑的使用,適當(dāng)?shù)南輨┯兄陲@像效果的提升，但油墨溶解于顯像液是一種皂化作用，因此在幫浦的抽取及噴嘴的噴灑下會產(chǎn)生泡沫。這些泡沫會降低顯像液與板面的接觸，而造成顯像不潔。要如何選擇合適的產(chǎn)品，則應(yīng)注意： 避免使用會在槽壁留下油污的消泡劑(礦物油型)。避免使用會攻擊油墨的消泡劑，有些消泡劑含有部分溶劑會造成顯像時側(cè)蝕過度，而造成線路不齊缺口(酒精型)。 避免使用含有硅(Silicone)成份的消泡劑，雖然含硅利康的消泡劑其消泡與抑泡作用十分顯著，但是不易與顯像液乳化完全，造成板面局部點(diǎn)狀不親水的油

14、污現(xiàn)象，而使得板子容易產(chǎn)生殘銅、短路品質(zhì)問題(含硅型),消泡劑的選擇,消泡劑的選擇建議選擇聚合分子型(PCG-PPG-PEG)，因?yàn)榇朔N類型的消泡劑能在水中自行分解，對顯影藥水無污染反應(yīng)。,顯影后水洗,由于顯影液為堿性液體，本質(zhì)上就是不易水洗干凈，而且當(dāng)顯像液溶入油墨后，任何殘留在銅面上的顯像液都會形成殘渣(Scum)，造成蝕刻殘銅、短路。為確保水洗干凈應(yīng)維持下列原則： 需有三道以上循環(huán)水洗槽。 每個水洗槽至少有兩根水洗管道，并以扇型噴嘴前后與上下交叉布置。 噴洗角度應(yīng)互相重疊，且經(jīng)常保持通暢。壓力保持在2030psi。 水洗槽全部長度應(yīng)為顯影槽的3/4以上，須注意槽液負(fù)荷應(yīng)與水洗時間成正比。

15、,顯影機(jī)的保養(yǎng),由于油墨在顯影機(jī)被顯影液(Na2CO3)除去后，會形成殘渣留在溶液中，造成殘渣堵噴嘴及反沾的問題發(fā)生。為了杜絕上述問題的發(fā)生，我們必須對顯影槽內(nèi)部及水洗段進(jìn)行大保養(yǎng)。 以下就大保養(yǎng)程序做一介紹： 顯影槽保養(yǎng) 首先于建浴槽內(nèi)加滿水，再添加兩包片堿并均勻攪拌之，隨后將藥液引入顯影槽內(nèi)。若顯影槽有兩槽，則需重復(fù)上一動作。之后令其運(yùn)轉(zhuǎn)120分鐘。 將上述藥液排出，并于兩槽顯影槽內(nèi)各加入適量清水，令其運(yùn)轉(zhuǎn)中60分種。,清水洗完后，將其排出，并于建浴槽內(nèi)加滿水，再添加兩桶純硫酸并均勻攪拌之，隨后將藥液引入顯影槽內(nèi)。若顯影槽有兩個槽，則需重復(fù)上一動作。之后令其運(yùn)轉(zhuǎn)120分鐘。 將上述藥液排出，并于兩槽顯影槽內(nèi)各加入適量清水，令其運(yùn)轉(zhuǎn)中60分鐘。 于建浴槽內(nèi)加滿水，再添加1%純堿并均勻攪拌之，隨后將藥液引入顯影