干膜培訓(xùn)教材

1、外層圖形轉(zhuǎn)移工藝培訓(xùn)教材 高玉枝1. 目的：通過干膜這種特殊感光材料，利用貼膜機(jī)貼到光銅板面上，然后用所需要的線路菲林通過對(duì)位、紫外線曝光、顯影等流程使菲林上的線路圖形轉(zhuǎn)移到銅面上，該圖形可以通過電鍍加厚線路和孔壁銅以滿足客戶的要求，也可以采用掩孔工藝法直接蝕刻出線路圖形。2工藝流程前處理 貼 膜 曝 光 顯 影 2.1 前處理流程：上板酸洗水洗去毛刺磨板火山灰磨板水洗烘干² 板件要經(jīng)過酸洗（5%H2SO4），主要作用是清洗油脂，手跡，輕微的氧化物等。如果厚板在平板電鍍時(shí)烘的不干，會(huì)造成孔內(nèi)輕微氧化，經(jīng)過干膜、電鍍、蝕刻后就會(huì)有孔內(nèi)點(diǎn)狀蝕不凈的缺點(diǎn)，我們可以適當(dāng)提高酸洗段的濃度改善這

2、種由于孔內(nèi)氧化而導(dǎo)致的點(diǎn)狀蝕不凈的缺點(diǎn)。² 經(jīng)過酸洗后，需要用水清洗，將板面上殘留的硫酸和溶解下的油跡清洗干凈。² 去毛刺磨板和沉銅前磨板一樣，有針?biāo)⒛グ搴筒豢棽寄グ?，但是使用的針?biāo)⒑筒豢棽嫉男吞?hào)有一點(diǎn)不同，干膜前是針?biāo)?20目，不織布500目。針?biāo)⒅饕蚰?duì)板面，而不織布刷則對(duì)孔口的磨損比較大。所以我們規(guī)定返工的板件不能開去毛刺磨板。磨刷壓力為1525，最佳值為20，但是對(duì)于板面有明顯不平整，如有凹點(diǎn)、擦花時(shí)會(huì)考慮將針?biāo)⒌膲毫φ{(diào)整到20-25。壓力過大磨板過度導(dǎo)致無銅壓力合適磨板后OK² 干膜前火山灰磨板采用4F火山灰，它作用是對(duì)平板電鍍后銅面進(jìn)行粗化處理，使銅

3、面得到微觀粗化以達(dá)到增加干膜與板面的結(jié)合力，防止后工序出現(xiàn)滲鍍短路等品質(zhì)問題。² 控制參數(shù)：磨刷壓力（1525）、火山灰濃度（1220）磨痕（915mm）、水破時(shí)間（30s）即磨完板后浸入水中拿出斜放45°位置看水膜在板面保持完整情況如果30秒鐘不破為合格。² 磨板速度：根據(jù)板線路要求。板件類型磨板速度自動(dòng)貼膜速度手動(dòng)貼膜速度線寬<5.0mil及有埋盲孔的板件（A類）1.8±0.1m/min1.8±0.1m/min0.8-1.2 m/min線寬5.0-7.0mil的板件（B類）2.1±0.1m/min2.1±0.1m/

4、min1.2-1.5 m/min線寬7.0mil的板件（C類）要求控制在2.4±0.1m/min2.4±0.1m/min1.5-2.0 m/min2.2 貼膜² 2.2.1干膜的介紹干膜根據(jù)根據(jù)顯影和去膜的方法可把干膜分為三種類型一 溶劑型；二 水溶型；三 干顯影或剝離型。目前水溶型成為干膜應(yīng)用的主體，我們公司采用的是水溶型。 保 護(hù) 膜（PE） 光致抗蝕膜 載膜（聚酯薄膜）圖1.A 干膜的組成干膜是由聚酯薄膜（Polyester），光致抗蝕劑膜(Photoresist coating)及聚乙烯(Polyethylene; PE）保護(hù)膜三部分組成，見圖1。 聚酯薄

5、膜是支撐感光膠層的載體，使之涂布成膜。聚酯薄膜在曝光之后顯影之前除去，防止曝光時(shí)氧氣向抗蝕劑層擴(kuò)散，破壞游離基，引起感光度下降。 聚乙烯膜是覆蓋在感光膠層上的保護(hù)膜，防止灰塵等污物粘污干膜，避免在卷膜時(shí)，每層抗蝕劑膜之間相互粘連。聚乙烯膜一般厚度為25m左右。 光致抗蝕劑膜為干膜的主體，多為負(fù)性感光材料，主要由粘結(jié)劑（Blinder）、光聚合單體(Monomer)、光引發(fā)劑(Photoinitiator)、增塑劑(Plasticizers)、增粘劑（Adhesion Promoter）及染料(Dye)等組成。其厚度視其用途不同，有若干種規(guī)格，最薄的可以是十幾個(gè)微米，最厚的可達(dá)100m。一般圖形

6、電鍍用膜 40m ， 掩孔法用膜 50m 。B 干膜的作業(yè)的環(huán)境要求一：為了避免干膜在正式曝光前先感光，要求干膜作業(yè)環(huán)境為黃色照明，黃光波長(zhǎng)必須在500nm，這是因?yàn)楸?00nm短的光源中含有紫外線而導(dǎo)致干膜局部感光，一般在日光燈外加裝黃色燈罩即可使用。二：在10K級(jí)以上的無塵室中作業(yè)。（10K 級(jí)，即每平方尺的空氣中所含有大于0.5微米的塵粒不能超過10K個(gè)），無塵室控制的三個(gè)要點(diǎn)：防止外界塵埃的進(jìn)入、避免內(nèi)部產(chǎn)生及清除內(nèi)部已有的塵埃。所以必須遵循以下幾方面：（1）進(jìn)入潔凈房的物品越少越好，必須進(jìn)入的物料必須經(jīng)過除塵作用。（2）進(jìn)入潔凈房的人數(shù)要控制，人員必須穿防塵服，頭發(fā)到腳必須穿戴好，不

7、能露出。進(jìn)入需風(fēng)淋15S，進(jìn)門只限一人，出門可以兩人一起出，風(fēng)淋門不能對(duì)開。（3）帶入潔凈房的工具不能帶毛織，塵埃要通過吸塵或貼除方式除去。（4）操作人員手指甲修短，不能佩帶戒指、手表等裝飾品以防擦傷板面和菲林片，做好個(gè)人衛(wèi)生。三：環(huán)境溫度應(yīng)控制在 23°±3，相對(duì)濕度應(yīng)保持55RH-65左右。 其主要作業(yè)步驟如下： 貼膜停置曝光停置顯影。² 2.2.2 貼膜流程：除塵預(yù)熱貼膜收板A 除塵：我司采用Qui-clean Blow（簡(jiǎn)稱QCB）除塵機(jī)，主要是空氣通過過濾后經(jīng)風(fēng)機(jī)吹到板面和除塵輥與板面接觸達(dá)到一個(gè)除塵的效果。除塵的效果會(huì)直接影響到板件的質(zhì)量，所以對(duì)除塵機(jī)

8、的定期保養(yǎng)清潔則是非常重要。進(jìn)風(fēng)除塵輥除塵輥QCB除塵機(jī) QCB除塵機(jī) B預(yù)熱：由于只有在一定的溫度下干膜和板件才會(huì)很好的結(jié)合，預(yù)熱就是為貼膜做準(zhǔn)備。目前設(shè)定為預(yù)熱溫度為90100，可以根據(jù)貼膜前進(jìn)板溫度測(cè)量適當(dāng)?shù)恼{(diào)整預(yù)熱溫度。C. 貼膜：貼膜機(jī)由收集聚烯類隔層的卷輪，干膜主輪，熱壓輪，抽風(fēng)設(shè)備等四主要部份，進(jìn)行連續(xù)作業(yè)。干膜主輪收集聚烯類隔層的卷輪抽風(fēng)熱壓輥 D 貼膜條件：貼膜時(shí)要掌握好的三個(gè)要素為：壓力、溫度、傳送速度。² 壓力：首先要將上下兩熱壓輥調(diào)至軸向平行，然后來用逐漸加大壓力的辦法進(jìn)行壓力調(diào)整，根據(jù)板厚度調(diào)至使干膜易貼、貼牢、不出皺折。一般壓力調(diào)整好后就可固定使用，不需經(jīng)

9、常調(diào)整，一般壓力4.0-5.0bar：增大壓力會(huì)有利于干膜與板面的結(jié)合，增強(qiáng)干膜的附著力。但是壓力增大會(huì)縮短熱壓輥的壽命。目前我們使用Hakutto貼膜機(jī)壓力最高只能達(dá)到5.0bar，超過這個(gè)壓力就會(huì)嚴(yán)重影響熱壓輥的壽命。² 溫度：根據(jù)干膜的類型、性能、環(huán)境溫度和濕度的不同而略有不同。膜涂布的較干、環(huán)境溫度低、濕度小時(shí)，貼膜溫度要高些，反之可低些。貼膜溫度過高，干膜圖像變脆，耐鍍性能差，貼膜溫度過低，干膜與銅表面粘附不牢，在顯影或電鍍過程中，膜易起翹甚至脫落。通?？刂瀑N膜溫度在115±10左右。² 貼膜速度：與貼膜溫度有關(guān)，溫度高，傳送速度可快些，溫度低則將傳送速

10、度調(diào)慢。一般貼膜溫度設(shè)定，貼膜速度根據(jù)板件制作的線路大小而定。通常傳送速度為1.8一2.4米分。具體速度見工作指示。對(duì)于蝕刻后的返工板，由于板件面已經(jīng)不平整，干膜與板件的結(jié)合力差，為了增加干膜與板件的結(jié)合力，防止蝕刻返工藥水的滲透對(duì)線路攻擊，需要將速度降低到1.5m/min或以下。操作的注意事項(xiàng)：1前板面檢查，要求無氧化，無雜物，無銅瘤和板面嚴(yán)重刮傷或凹陷。 2熱壓輥面檢查和清潔。要求每換干膜時(shí)都要對(duì)熱壓輥用酒精或異丙醇進(jìn)行清潔，同時(shí)檢查壓輥面是否正常。 3貼膜參數(shù)的確認(rèn)。4. 前處理后的板,禁止不帶手套取板。5無干膜起皺,無壓膜氣泡。 6. 貼完膜后的板，要求待板冷卻至室溫方可以收板。

11、78; 2.3 曝光干膜曝光即在紫外光照射下，光引發(fā)劑吸收了光能分解成游離基，游離基再引發(fā)光聚合單體進(jìn)行聚合交聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)后形成不溶于稀堿溶液的體型大分子結(jié)構(gòu)。所以曝光后的板要停留一段時(shí)間使單體聚合充分，才能在顯影后取得清晰的圖形。2.3.1 工作流程：檢查菲林上菲林貼邊條除塵上板對(duì)位曝光放置 檢查菲林：為了防止菲林在光繪時(shí)有缺陷所以在做板之前需要對(duì)菲林進(jìn)行檢查，而且要求每做200塊板后也需要檢查，主要是為了防止人工操作時(shí)對(duì)菲林線路的擦花造成定位缺點(diǎn)。 菲林有效曝光次數(shù)最多不大于2000次。影響曝光成像質(zhì)量的因素很多，除干膜光致抗蝕劑的性能外，光源的選擇、曝光能量的控制和照相底片（菲林或重氮片

12、）的質(zhì)量等都是影響曝光成像質(zhì)量的重要因素。一、光源的選擇 任何一種干膜都有其自身特有的光譜吸收曲線，而任何一種光源也都有其自身的發(fā)射光譜曲線。如果某種干膜的光譜吸收主峰能與某種光源的光譜發(fā)射主峰相重疊或大部分重疊，則兩者匹配良好，曝光效果最佳。一般干膜的光譜吸收區(qū)為310440nm(毫微米)。最常用的是高壓汞燈，鎬燈、碘鎵燈是干膜曝光較理想的光源。同時(shí)還應(yīng)考慮選用功率大的光源，因?yàn)楣鈴?qiáng)度大，分辨率高，而且曝光時(shí)間短，照相底片受熱變形的程度也小，此外燈具設(shè)計(jì)也很重要，要盡量做到使入射光均勻性好，平行度高，以避免或減少圖形曝光不均勻。二、曝光能量的控制 在曝光過程中，干膜的光聚合反應(yīng)并非“一引而發(fā)

13、”或“一曝即成”，而是大體經(jīng)過三個(gè)階段。干膜中由于存在氧或其它有害雜質(zhì)的阻礙，因而需要經(jīng)過一個(gè)誘導(dǎo)的過程，在該過程內(nèi)引發(fā)劑分解產(chǎn)生的游離基被氧和雜質(zhì)所消耗，單體的聚合甚微。但當(dāng)誘導(dǎo)期一過，單體的光聚合反應(yīng)很快進(jìn)行，膠膜的粘度迅速增加，接近于突變的程度，這就是光敏單體急驟消耗的階段，這個(gè)階段在曝光過程中所占的時(shí)間比例是很小的。當(dāng)光敏單體大部分消耗完時(shí)，就進(jìn)入了單體耗盡區(qū)，此時(shí)光聚合反應(yīng)已經(jīng)完成。正確控制曝光能量是得到優(yōu)良的干膜圖像非常重要的因素。當(dāng)曝光不足時(shí)，由于單體聚合的不徹底，在顯影過程中，膜溶漲變軟，線條不清晰，色澤暗淡，甚至脫膠，在電鍍前處理或電鍍過程中，膜起翹、滲鍍、甚至脫落。當(dāng)曝光過

14、頭時(shí)會(huì)造成難于顯影、膠膜發(fā)脆、留下殘膠等。對(duì)于不正確的曝光也將產(chǎn)生圖像線寬的偏差，過量的曝光會(huì)使圖形電鍍的線條變細(xì)。三、曝光對(duì)位1)手動(dòng)對(duì)位：使用重氮底版的手動(dòng)目視對(duì)位曝光，重氮底版呈棕色或桔紅色的半透明狀態(tài)；但不透紫外光，透過重氮圖像使底版的焊盤與印制板的孔重合對(duì)準(zhǔn)，用膠帶固定即可進(jìn)行曝光。2)AT30對(duì)位：首先將上菲林和下菲林通過用定位孔固定，在顯微鏡下對(duì)準(zhǔn)吸真空裝菲林。對(duì)位順序是下菲林不動(dòng)，板件根據(jù)下菲林通過對(duì)位馬達(dá)調(diào)整玻璃從而完成下菲林與板件的對(duì)位，接著板件不動(dòng)，上菲林根據(jù)板件進(jìn)行調(diào)整完成板件與上菲林對(duì)位過程。3）AT30的對(duì)位是遵循從中心向兩邊均分的原則，所以我們可以通過曝光后板件的

15、與孔的對(duì)位情況來判斷菲林與板件的尺寸對(duì)應(yīng)情況。項(xiàng)目情況描述圖片備注正常菲林與板尺寸合適藍(lán)色為焊盤，紅色為孔，下同長(zhǎng)向偏長(zhǎng)菲林X方向比板件長(zhǎng)兩孔分別為板上最左端和最右端的孔長(zhǎng)向偏短菲林X方向比板件短兩孔分別為板上最左端和最右端的孔寬向偏長(zhǎng)菲林Y方向比板件長(zhǎng)兩孔分別為板上最上端和最下端的孔寬向偏短菲林Y方向比板短 兩孔分別為板上最上端和最下端的孔長(zhǎng)向和寬向都不合適XY方向均偏長(zhǎng)上排是板的右上角，下排是板的右下角四、放置：一般曝光后聚合反應(yīng)還要持續(xù)一段時(shí)間，為保證工藝的穩(wěn)定性，曝光后不要立即揭去聚酯膜，以使聚合反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。一般曝光以后需放置15分鐘30分鐘以后才顯影，待顯影前再揭去聚酯膜。注意事項(xiàng)

16、：（1） 照相底片的使用 手動(dòng)曝光因仰賴人目視對(duì)位，因此重氮片是有必要的，但棕片的壽命較短，一般500片。而半自動(dòng)曝光機(jī)由機(jī)器負(fù)責(zé)對(duì)位所以半自動(dòng)就用黑菲林即可，壽命為2000次。 （2） 吸真空的重要性在非平行光的作業(yè)中，吸真空的程度是影響曝光質(zhì)量的重大因素。因底片與膜面有間隙會(huì)擴(kuò)大側(cè)蝕。一般判斷貼緊程度是從光罩上之Mylar面出現(xiàn)的 牛頓環(huán)(Newton Ring)的狀況，以手碰觸移動(dòng)，若牛頓環(huán)并不會(huì)跟著移動(dòng)，則表示吸真空良好。在半自動(dòng)曝光機(jī)由于上下面是曝光玻璃，所以我們采用厚度和尺寸相合適的邊條進(jìn)行導(dǎo)氣，來保證吸真空的效果，如果板件厚度不均的情況下，曝光玻璃的剛性就不能達(dá)到一個(gè)很好的吸真空

17、的效果。（3） 能量的設(shè)定 曝光機(jī)上有可以調(diào)動(dòng)的光能量數(shù)字鍵，并有測(cè)光強(qiáng)度之裝置，當(dāng)設(shè)定某一光能量數(shù)字后即可做定能量之曝光，每當(dāng)光源紫外燈老化而光強(qiáng)度衰減時(shí)，該設(shè)定系統(tǒng)即會(huì)自動(dòng)延長(zhǎng)時(shí)間以達(dá)到所需的光能量。一個(gè)星期對(duì)能量進(jìn)行校正。對(duì)于不同的干膜對(duì)能量的要求不一，我們可以在曝光機(jī)上設(shè)置不同的能量的臺(tái)面，不過臺(tái)面過多也會(huì)給操作帶來困難。對(duì)于日常能量的監(jiān)測(cè)采用做曝光尺，通過曝光級(jí)數(shù)來判斷能量的大小。² 2.4. 顯影 0.6-1%NaCO3噴淋顯影是把尚未發(fā)生聚合反應(yīng)的區(qū)域的干膜用顯影液將之沖洗掉，已感光部份則因已發(fā)生聚合反應(yīng)而洗不掉?；瘜W(xué)反應(yīng):0.6-1%NaCO3 高分子聚合物 膨脹、乳

18、化顯影液噴淋的物理沖擊 注意事項(xiàng) A.留在銅面上成為蝕刻或電鍍之阻劑膜，注意在顯像前需要把表面玻璃紙（聚酯膜）撕掉。 B. 顯影點(diǎn) ( 從設(shè)備透明外罩看到已經(jīng)完全顯現(xiàn)出圖樣的該點(diǎn)的距離稱之)，但是我們所用的ASC機(jī)器，由于機(jī)器設(shè)計(jì)的問題不能看到顯影點(diǎn)，所以我們需要每個(gè)星期對(duì)顯影點(diǎn)進(jìn)行校正。校正值應(yīng)為4060%間。C. 顯像完成板子切記不可迭放，須用插架插立。3. 生產(chǎn)線出現(xiàn)的問題及解決方法名稱 原因解決方法1）干膜脫落1）干膜儲(chǔ)存時(shí)間過久，抗蝕劑中溶劑揮發(fā)。在低于270C的環(huán)境中儲(chǔ)存干膜，儲(chǔ)存時(shí)間不宜超過有效期。2）板面前處理效果不好，清潔處理不良，有氧化層或油污等物或微觀表面粗糙度不夠重新按

19、要求處理板面并檢查是否有均勻水膜形成3）環(huán)境濕度太低保持環(huán)境濕度為50%PH左右4）貼膜溫度過低或傳送速度太快調(diào)整好貼膜溫度和傳送速度及提高進(jìn)板溫度。 2）干膜與板件表面之間出現(xiàn)氣泡1）貼膜溫度過高，抗蝕劑中的揮發(fā)萬分急劇揮發(fā)，殘留在聚酯膜和覆銅箔板之間，形成鼓泡。調(diào)整貼膜溫度至標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。2）熱壓輥表面不平，有凹坑或劃傷。這種表現(xiàn)出周期性，經(jīng)過一壓滾圓周就會(huì)再次出現(xiàn)。磨板人員需要對(duì)板面進(jìn)行檢查，對(duì)于披風(fēng)嚴(yán)重及有毛刺的地方需要修理后在磨板貼膜。清潔熱壓輥時(shí)不要用堅(jiān)硬、鋒利的工具去刮。3）熱壓輥壓力太小。適當(dāng)增加兩壓輥間的壓力。4）板面不平，有劃痕或凹坑。對(duì)前工序板面質(zhì)量進(jìn)行控制。3）干膜起皺1

20、）兩個(gè)熱壓輥軸向不平行，使干膜受壓不均勻。調(diào)整兩個(gè)熱壓輥，使之軸向平行。2）干膜太粘熟練操作，放板時(shí)小心。3）貼膜溫度太高調(diào)整貼膜溫度至正常范圍內(nèi)。4）貼膜前板子太熱。板子預(yù)熱溫度不宜太高。4）有余膠1）干膜質(zhì)量差，如分子量太高或涂覆干膜過程中偶然熱聚合等。貼膜后的板件需要冷卻到室溫才能取下。2）顯影液溫度太低顯影時(shí)間太短，噴淋壓力不夠或部分噴嘴堵塞。調(diào)整顯影液溫度和顯影時(shí)的傳送速度，檢查顯影設(shè)備。3）顯影液中產(chǎn)生大量氣泡，降低了噴淋壓力。在顯影液中加入消泡劑消除泡沫。4）顯影液失效。更換顯影液5）返工板件干膜沒有洗干凈，余膠殘留返工板件需要用NaOH溶液清洗板件。清洗后需要檢查板件表面，盡快安排生產(chǎn)。5開路1）干膜碎返粘避免膜碎的產(chǎn)生。主要選擇合適尺寸的干膜進(jìn)行貼膜，減少手工割膜的數(shù)量。菲林設(shè)計(jì)避免遮半孔及產(chǎn)生膜碎。2）顯影后異物返粘注意拿板件的規(guī)范操作。3）水洗的壓力不足檢查噴嘴是否堵塞，調(diào)節(jié)水洗壓力使之水洗充分。4）顯影液中有干膜過濾不足過濾棉芯的定期更換。6 滲鍍短路1）干膜性能不良，超過有效期使用。盡量在有效期內(nèi)使用干膜。2）基板表面清洗不干凈或粗化表面不良，干膜粘附不牢。加強(qiáng)板面前處理。3）貼膜溫度低，傳送速度快，干膜貼的不牢。調(diào)整貼膜溫度和傳送速