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(cè)2.壓膜(LAMINATION)介紹及相關(guān)製程能力檢測(cè)3.塗布(COATING)介紹及相關(guān)製程能力檢測(cè)3.曝光(EXPOSURE)介紹及相關(guān)製程能力檢測(cè)4.顯影(DEVELOPIG)介紹及相關(guān)製程能力檢測(cè)5.蝕刻/去膜(ETCHING/STRIPPING)介紹及相關(guān)製程能力檢測(cè)6.印刷(Printing)介紹及相關(guān)製程能力檢測(cè)7.預(yù)烤(Precure)介紹及相關(guān)製程能力檢測(cè)8.後烘烤(Postcure)介紹及相關(guān)製程能力檢測(cè)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(jī)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(cè):4.製程能力檢測(cè):4.2幹燥度測(cè)試(Cleaning&Backing):標(biāo)準(zhǔn):孔內(nèi)無水蹟抗氧化時(shí)間＞＝４Ｈ測(cè)試目的:板面烘幹程度(風(fēng)刀角度/烘幹實(shí)際溫度)測(cè)試方法:取測(cè)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(cè)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(cè):4.製程能力檢測(cè):4.3微蝕量測(cè)試(Microetching):標(biāo)準(zhǔn):微蝕量＝20~40U”測(cè)試目的:板面微蝕處理程度測(cè)試方法:取ACM*BCM基板三片，經(jīng)前處理微蝕段，計(jì)算所得(微蝕前稱重W1-微蝕後稱重W2)*224(針對(duì)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(cè):4.製程能力檢測(cè):4.4粗糙度測(cè)試(surfaceroughness):標(biāo)準(zhǔn):RA≧0.2UM

RZ≧1.5UM測(cè)試目的:板面粗糙程度及均勻性(刷輪水平度)測(cè)試方法:取基板三片，經(jīng)過前處理後，使用粗糙度測(cè)試儀取板子C/S面各9點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)並記錄.4.製程能力檢測(cè):4.製程能力檢測(cè):表面粗糙度測(cè)試方法就是一種將一個(gè)截面上的凹凸不平展為一種如下曲線的直觀測(cè)試技術(shù).測(cè)試粗糙度波紋圖4.製程能力檢測(cè):4.製程能力檢測(cè):4.製程能力檢測(cè):4.製程能力檢測(cè):4.製程能力檢測(cè):4.製程能力檢測(cè):4.5刷幅測(cè)試(gouges):標(biāo)準(zhǔn):刷幅=0.8CM~1.2CM測(cè)試目的:刷輪對(duì)板面施加的切削力(大小及水平度)測(cè)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(duì)每支刷輪做刷幅測(cè)試.測(cè)試完成後使用直尺量測(cè)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(duì)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(hù)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(dòng)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(shí)要掌握好的三個(gè)要素為壓力、溫度、傳送速度。分隔膜感光層mylar(保護(hù)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(dá)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(hù)膜，中間是干膜層，另一個(gè)是PET保護(hù)層。PE層和PET層都只是起保護(hù)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(dòng)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(diǎn)、無白點(diǎn)、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(jìn)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(duì)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(shí)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(huì)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(shí)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(cè)4.1壓力均勻性測(cè)試(uniformity):標(biāo)準(zhǔn):感壓紙顔色無明顯差異測(cè)試目的:壓膜輪壓力均勻性是否正常測(cè)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(cè)4.2壓膜入板溫度測(cè)試():標(biāo)準(zhǔn):45~50℃測(cè)試目的:檢測(cè)板面各點(diǎn)板溫是否符合要求,確定預(yù)熱溫度/速度.測(cè)試方法:取接觸式測(cè)溫儀,檢測(cè)正反面各九點(diǎn)溫度值.是否在管控範(fàn)圍內(nèi).4.製程能力檢測(cè)4.3壓膜出板溫度測(cè)試():標(biāo)準(zhǔn):50~60℃測(cè)試目的:檢測(cè)板面各點(diǎn)板溫是否符合要求,確定壓膜溫度/速度.測(cè)試方法:取紅外線測(cè)溫儀,檢測(cè)正反面各九點(diǎn)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(duì)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(jìn)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(qiáng)鹼性分子與阻劑的含酸分子進(jìn)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(shí)須控制的三要素CarbonateConcentration

碳酸鈉濃度SolutionTemperature

槽液的溫度SolutionDwellTime顯影時(shí)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(cè)顯顥點(diǎn)測(cè)試(Breakpoint):標(biāo)準(zhǔn):35~45%(濕膜)50-60%(幹膜)測(cè)試目的:測(cè)試顯影速度測(cè)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(gè)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(diǎn)。顯影槽ACB顯影點(diǎn)=AC/AB

Etching

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

/min測(cè)試目的:單位時(shí)間內(nèi)藥水對(duì)銅面咬蝕的厚度(咬蝕能力)測(cè)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(zhǎng)度)3.2蝕刻點(diǎn)測(cè)試(E.P):標(biāo)準(zhǔn):內(nèi)層65-75%外層60-70%測(cè)試目的:測(cè)試蝕刻速度測(cè)試方法:同顯影點(diǎn)測(cè)試方式3.3蝕刻均勻性測(cè)試(U):標(biāo)準(zhǔn):上噴≧85%下噴≧90%測(cè)試目的:測(cè)試蝕刻段噴灑均勻性.測(cè)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(cè)儀在板面上量取N個(gè)點(diǎn)，并記好數(shù)據(jù)（X1-----XN）;以1/1OZ的線速走蝕刻。按之前相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)再量測(cè)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(cè)試(Etchfactor):標(biāo)準(zhǔn):E.F≧3測(cè)試目的:測(cè)試蝕刻藥水咬蝕能力.測(cè)試方法:設(shè)計(jì)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(cè)線路上下線寬,厚度,并量測(cè)底片設(shè)計(jì)之線寬計(jì)算蝕刻因子每片做5個(gè)點(diǎn),上噴下噴都需量測(cè)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(qiáng)。若有未達(dá)標(biāo),則進(jìn)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(bǔ)償(計(jì)算各MIL線路補(bǔ)償值)蝕刻補(bǔ)償與E.F是相互關(guān)聯(lián)的。E.F越小，補(bǔ)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(bǔ)償與銅厚是相互關(guān)聯(lián)的。銅厚越厚，補(bǔ)償越多。3.5蝕刻定噴測(cè)試:標(biāo)準(zhǔn):噴嘴排列整齊,