1、1 目的規范工序制程能力的管控。2 范圍適用于光成像工序制程能力的管控。3 職責3.1技術中心負責該規范的編制與更新；3.2光成像工序工藝工程師引導該工序按規范要求開展工作。4 模塊劃分：規范模塊內 容章節號制程能力工序產品能力、設備能力、制程能力、產品類型及工藝流程5工序資源工序設備、物料資源6基本原理工序設備作用原理、物料原理7工藝原則工序生產操作原則、參數設定原則及特殊產品要求8工藝維護工序維護保養內容方法和標準9制程監控工序制程監控要求和制程測試方法和標準10制程改善制程狀態改善方法和途徑11偏差處理規范和生產實際偏差處理方法和途徑125.制程目標5.1設備能力5.1.1光成像工序設備

2、能力詳見【附件一】光成像設備能力參數表。5.2制程能力5.2.1曝光能量均勻性80% ；5.2.2顯影點板面上下差異5%。5.3產品類型及工藝流程：產品類型流 程備注內線-負片工藝開料干膜前處理貼膜曝光DES1.貼膜：干法貼膜、濕法貼膜2.曝光：菲林曝光、LDI曝光開料化學前處理內層涂覆曝光DES外線-負片工藝負片電鍍干膜前處理貼膜曝光DES外線-正片工藝全板電鍍干膜前處理貼膜曝光顯影圖形電鍍/圖鍍銅鎳金 外線-水金+硬金全板電鍍干膜前處理1貼膜1曝光1顯影1圖鍍銅鎳金干膜前處理2貼膜2曝光2顯影2電鍍硬金外線-選擇性沉金阻焊干膜前處理貼膜曝光顯影沉金5.3.1光成像處理線流程具體詳見【附件二

3、】處理線工藝流程圖表。6.工序資源6.1設備資源：6.1.1光成像工序設備資源詳見【附件三】光成像設備資源表。6.2物料資源：6.2.1光成像工序物料資源詳見【附件四】光成像物料資源表。7.基本原理定義：光成像又叫光化學圖像轉移，它的主體流程一般包含前處理，貼膜（或者涂覆），曝光和顯影。此工藝首先在板子表面貼合一層光致抗蝕劑，然后利用菲林或者激光直接成像選擇性地曝光部分光致抗蝕劑，使其發生鏈式聚合反應形成不溶于顯影液的高分子聚合物，之后將未曝光部分通過顯影藥水沖洗掉，從而在板面上形成相應的圖形，以作為后續蝕刻或者電鍍的抗蝕層。7.1 光成像前處理：7.1.1光成像前處理一般通過化學或機械方法，

4、清洗板面，并在銅表面形成凹凸不平，具有一定粗糙度的的表面形貌，以增加干膜與板面的結合力，避免出現干膜脫落，浮起等缺陷；7.1.2界面結合力：干膜/濕膜和銅面間的結合力主要有化學鍵結合力和機械結合力。不同的抗蝕層，由于其成分和形態的差異，其與銅面之間占主導的結合力便有所不同，比如干膜呈固態，表面的分子相對穩定，不飽和的化學鍵較少，因此干膜與銅面的主要結合力是機械力。而濕膜不同于干膜，濕膜呈液態，表面分子的活性較高，分子基團的不飽和鍵較多，易與銅原子形成化學鍵，因此濕膜和銅面之間的主要結合力是化學鍵合力。7.1.2.1界面結合力的影響因素如下表：序號結合類型影響因素1化學鍵合力1.表面清潔度，界面

5、化學作用力（分子間的范德華力，極性鍵力等）影響化學鍵合力的大小；2.如果銅表面存在油污，殘膠，手指印等有機污染物，抗蝕層與銅面的化學結合力將受到很大的影響。濕膜與銅面之間的粘附主要是靠化學鍵合力的，因此濕膜的前處理對表面清潔度的要求較高，相對而言，化學鍵合力在干膜與銅面之間的粘附中起次要作用；3.化學鍵合需要板面具有活性，而板面活性的大小取決于表面Cu，Cu+ ，Cu2+的濃度比例。單質銅的鍵合活性最大，而失去電子的銅離子則活性較小，不易與干膜中的有機基團結合，因此保持基銅表面新鮮，無氧化也十分重要，所以濕膜涂覆的前處理需要除油，微蝕，酸洗，水洗等多步清洗。2機械力1.表面粗糙度，接觸表面積，

6、接觸角影響銅面與干膜之間的機械結合力；2.干膜與銅面之間的粘附主要是依靠粗糙度形成的，因此如何形成均勻，密致，具有微觀凸凹結構的表面便是干膜前處理的重點，即具有合適的Ra值和Rz值，當然基銅表面的粗化度并非愈大愈好，如下圖所示： 3.由于表面粗化造成的Rz值過大，在波峰和波谷之間干膜與銅黏合不完全，容易殘留氣泡。且干膜嵌入銅面較深，在顯影時，線路的底部容易出現干膜顯影不凈的缺陷，如果粗糙度過小，表面過于光滑，干膜與銅面的結合力不足，這樣在顯影時，干膜容易浮起從而導致開短路的缺陷，此種情況是前處理必須避免的，粗化需形成緊密的波峰波谷，且各處分別均勻，這樣便可以與干膜形成較好的結合力，如下圖所示：

7、7.1.3表面粗化原理：，粗化效果【圖1】所示：圖1 銅面粗化效果7.1.3.1表面粗糙度表征方法：序號參數計算方法圖示1Ra1.在取樣長度內，被測實際輪廓上各點至輪廓中線距離絕對值的平均值，即2.Ra 能充分反映表面微觀幾何形狀高度方面的特性，但因受計量器具功能的限制，不用作過于粗糙或太光滑的表面的評定參數。2Ry1.指的是表面輪廓最大高度，在取樣長度內，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離，峰頂線和谷底線平行于中線且分別通過輪廓最高點和最低點，如右圖：3Rz微觀不平度十點平均高度，在取樣長度內個最大的輪廓峰高Ypi平均值與5個最大輪廓谷深Yvi平均值之和。7.1.4前處理種類：7.1.4.1化學

8、前處理：化學前處理先去除銅表面的油污雜質，然后利用化學微蝕，去除銅面氧化，在銅表面形成一定的粗糙度，增加銅面和抗蝕層（主要適用于濕膜）的結合力，其處理流程一般是：酸洗除油微蝕。工段作業原理影響因素酸洗酸洗的主要作用是去除銅表面的氧化，反應如下：CuO+H2SO4CuSO4+H2O硫酸濃度硫酸濃度較低時不能將銅表面的氧化去除干凈；噴淋壓力噴淋可以將表面和孔內的銅氧化清洗干凈，如果噴淋壓力不足，小孔內藥水交換差，氧化去除不凈。工段作業原理影響因素除油1.除油主要作用是去除銅面上的手跡、灰塵、油污等；2.其機理是通過加滲透能力很強的表面活性劑活化表面，然后利用表面活性劑的乳化作用，將油污等從板面去除

9、。溫度1.溫度過低將使得除油劑乳化油污的效果降低，溫度升高有助于除油劑乳化作用；2.但隨溫度升高除油劑本身在高溫下揮發并且除油劑中的有機酸類物質及表面活性劑將出現濁點，導致除油效果反而降低。濃度當除油劑的含量較低時，增加濃度可以提高除油效果，但濃度不宜過高，否則，溶解在水中的表面活性物質易析出，從而影響除油效果。噴淋壓力噴淋通過不斷的沖刷銅表面，可以使油污與銅表面分離，如果壓力不足，油污會粘滯在銅表面，影響除油的效果。微蝕1.溶液在基銅表面咬蝕掉一定量的銅，目的是在銅的表面形成一定的粗糙度，以增加銅面與抗蝕層的結合力，藥水主要成分是過硫酸鈉，硫酸，硫酸銅，其反應如下所： Cu2+Cu2Cu+-

10、 2Cu+S2O82-2Cu2+2SO42-2.其中反應進行較慢，反應進行較快；3.化學微蝕通過微蝕量來控制處理效果，微蝕量太大，則蝕銅量過多，微蝕量太小，則表面粗糙度不達標。Cu2+濃度1.從微蝕反應機理來看，反應為固液相反應，是溶銅過程的控制步驟。當銅離子濃度在較低的情況下逐漸增大其濃度，反應速度加快，相應的，微蝕速率也升高；2.但當銅離子濃度達到較高水平時，其對反應的阻礙作用也變得明顯了，過高的銅離子濃度會導致微蝕速率下降。因此，微蝕換新缸時需留下一部分舊溶液，使溶液中存在一定濃度的Cu2+，以保證溶液具有較高的微蝕速率，但需進行監控，當銅離子濃度超出控制上限時，則需換缸。Na2S2O8

11、濃度過硫酸鈉在微蝕反應過程中不斷消耗，將導致微蝕速率降低，生產過程中需通過自動添加系統或者手工添加。H2SO4濃度過硫酸鈉在堿性或者中性溶液中易分解，微蝕反應必須提供一個酸性的環境，但硫酸的濃度不宜過高，否則SO42-太多，阻礙反應的進行。溫度反應速率隨溫度提高而加快，但隨著溫度的上升，微蝕速率過快較難控制，藥水揮發加劇，藥水濃度難于控制。噴淋壓力噴淋可以增加傳質速度，壓力過小則影響微蝕的整體速度，噴淋壓力需一致，否則影響微蝕均勻性。7.1.4.2機械磨刷：磨板時滾輪會高速旋轉，同時左右擺動，當板子經過滾輪時，滾輪表面與板面接觸，通過連續的摩擦，達到粗化銅面效果，如【圖2】所示： 圖2 機械磨

12、刷 圖3 磨痕寬度（1）機械磨刷通常通過磨痕寬度（如【圖3】所示）和水膜時間來控制磨刷效果。磨痕寬度直接反映了磨刷滾輪與板面的接觸狀況，界面處的壓力是否均勻，壓力值是否足夠，都可以通過磨痕寬度的數據來評判。經過前處理的板子浸入水中拿出后，表面會形成一層水膜，水膜維持的時間長短則反映了銅面粗糙度，均勻度和清潔度；（2）磨刷效果受諸多因素的影響，如下表所示： 序號因素影 響1磨刷材質機械磨刷要求研磨材料其具有一定的硬度，能夠磨蝕微量的銅，常采用的為尼龍針刷或者不織布。尼龍刷耐磨，使用壽命長，大約是不織布的10倍，但其表面的尼龍絲較粗，刷磨板面形成的粗糙度不夠細致均勻，相比較而言，不織布的刷輥粒度很

13、細，磨刷之后的銅面粗糙度較好，均勻一致，但使用壽命較短。 尼龍針刷 不織布2磨刷壓力磨刷壓力直接影響磨板的效果，如果壓力不夠，磨刷與板面接觸面積較小，粗糙度不達標。如果磨刷壓力過大則易造成滾輪損壞和板面損傷。3噴淋水流量由于滾輪在磨刷板面時產生熱量，必須通過噴淋水進行降溫，如果噴淋水流量不足，則易損壞滾輪磨刷 。4銅粉回收頻率銅粉過濾袋需及時清理，否則銅粉堵塞過濾裝置，導致噴淋壓力下降，水流量不足。5放板方式放板時不可以在磨刷的中間或者其中一邊連續放板，這樣會導致磨刷各段的磨損程度不同，磨板的壓力便不均勻。放板方式如下圖所示：7.1.4.3火山灰磨板：火山灰磨板是在機械磨刷的同時將火山灰經由擋

14、板打至板面上，然后利用滾輪帶動火山灰的細小顆粒磨刷板面，從而形成均勻且具有一定粗糙度的表面，如【圖4】所示：圖4 火山灰磨板（1）火山灰磨板和機械磨刷有相似之處，兩種都有輥輪磨刷板面，只不過火山灰磨板還有細小的顆粒與輥輪一起磨刷板面。火山灰磨板的效果也是通過磨痕寬度和水膜時間來控制；（2）火山灰磨板的效果受以下因素影響：序號因素影 響1火山灰顆粒火山灰也呈細小的顆粒狀。顆粒愈小，磨刷愈細膩，但表面的粗糙度可能會不足，顆粒過大則在銅表面磨刷形成的凹坑過大，火山灰的顆粒大小需控制在一定范圍內。2火山灰濃度火山灰的濃度通過沉降實驗可以測得，其濃度需控制在一定范圍。如果濃度過低，則噴射至板面上的火山灰

15、顆粒過少，粗化效果不良；如果火山灰的濃度過大，則影響其與水混合物的流動性。3火山灰壽命火山灰的顆粒要求為小于68um(5um)顆粒占90%，大于25um(5um)的顆粒占50%以上，在使用一段時間之后，顆粒會磨損，變得更細小，此時火山灰對板面的磨蝕不足，導致銅面粗糙度降低，影響干膜與銅面之間的結合力，因此必須定時更換。7.1.4.4噴砂磨板：（1）噴砂磨板是利用高壓噴嘴將金剛砂噴射至板面上，由于金剛砂顆粒細致，硬度較高，這些細小顆粒濺射至銅面上，在表面上形成了凸凹不平的結構，由如【圖5】所示：圖5 噴砂磨板（2）噴砂磨板不同與火山灰，最大的區別是微顆粒的運動方式，噴砂是噴射至板面，火山灰是跟滾

16、輪一起磨刷板面。噴砂一般通過噴痕測試和水膜時間來控制，噴痕形態如【圖6】所示：圖6 噴痕形態（3）噴砂磨板的效果受以下因素影響：序號因素影 響1金剛砂顆粒金剛砂的主要成分是氧化鋁，呈細小的顆粒狀。金剛砂的顆粒愈小，磨刷愈細膩，但表面的粗糙度可能會不足，顆粒過大則在銅表面撞擊形成的凹坑過大，因此選擇合適目數的金剛砂是極為重要的。2噴嘴壓力噴嘴壓力對磨板效果影響較大，如果壓力不足，則金剛砂在銅表面的撞擊力不夠，難以形成粗化的表面，如果壓力過大則磨刷掉的銅的量過多。3金剛砂濃度金剛砂的濃度通過沉降實驗可以測得。如果濃度過低，噴射至板面上的金剛砂顆粒少，粗化效果不良；如果金剛砂的濃度過大，則影響金剛砂

17、和水混合物的流動性。4金剛砂壽命金剛砂的顆粒大小通常控制在220-400目，在使用一段時間之后，顆粒會磨損，變得更細小，此時其對板面的磨蝕不足，導致銅面粗糙度降低，影響干膜與銅面之間的結合力，因此必須定時更換。7.1.4.5粗化類型比較：序號粗化類型藥水或物料粗化表面形態（SEM2500倍）1化學微蝕NPS2機械磨刷尼龍針刷3噴砂磨板金剛砂4火山灰磨板浮石粉5超粗化（美格藥水）硫酸/雙氧水體系7.1.5前處理輔助系統：7.1.5.1清洗系統：清洗的主要目的是清除板面和孔內殘留的雜物，磨板帶出的顆粒，已經藥水，由于板面的清潔度要求不同，水洗的方式和水質也不盡相同。序號因素影 響1水質水洗的水質通

18、常有自來水和DI水，后者比前者所含雜質更少，因此使用DI水有利于減少雜物的產生。2壓力足夠的壓力可以清除板子表面和孔內的雜質，對于縱橫比較大的板子，需采用高壓水洗。3水洗方式普通噴淋普通噴淋可以清洗板面和縱橫比較小的孔內殘留藥水和雜物溢流水洗溢流水洗的用水量相比噴淋較少，可以清洗板面上的殘留藥水和雜物高壓水洗高壓水洗通常為水柱式，可以用來清洗板厚較厚，縱橫比較大的板子。孔內雜物可以通過高壓水柱沖洗出來，但受板厚影響，薄板容易出現變形，不適宜薄板的制作。溫水洗溫水有利于清洗藥水缸殘留在板面的藥液，結晶和可溶于水的雜質超聲波超聲波可以在水中形成微小的氣泡，氣泡破裂時產生瞬時的高壓，可以清洗微小間距

19、，微孔內的雜質。由于火山灰和噴砂磨板容易殘留一下小顆粒，超聲波浸洗便可以將這些小顆粒清洗掉。7.1.5.2 烘干系統：烘干的目的是在貼膜之前清除板面水分，防止因此導致的銅面氧化。通常烘干分為兩段，先利用強風吹干去除板面殘留水，然后通過電加熱的方式將空氣加熱，再加壓使熱風高速吹至板面從而將水分蒸發。序號因素影 響1風刀壓力足夠的風刀壓力可以快速吹干板子表面和孔內的水，如果壓力不夠，孔內的水分難以去除，孔銅會出現氧化，導電性變差，從而影響電鍍時銅原子的沉積，造成電鍍不良，如果板子較薄，風刀的壓力不可過大，否則也使板子變形。2烘干溫度熱風烘干將板子表面和孔內殘余的水份蒸發掉，如果溫度不夠，則會造成銅

20、面氧化；溫度過高則會導致缸體變形，因此烘干段溫度需控制在規定范圍內。7.1.5.3 傳送系統：傳送系統主要是用于板件的運輸，并與缸體其他裝置配合完成某些功能。序號裝置作用及影響1傳送滾輪傳送滾輪是傳送產品的主要載體，其排布間距直接影響產品尺寸能力，間距大時薄板易卡板，間距過小時則影響噴淋壓力，且細線路在傳送過程中容易出現變形，劃傷，撞斷線等缺陷。傳送滾輪需定時保養，如果出現損壞，則易造成板面劃傷，干膜剝離等缺陷。2擋水輥輪板子經過藥水缸后需有擋水輥輪，防止藥水帶人水洗缸，否則會造成水洗缸污染。3吸水海綿轆水洗和烘干之間需有吸水海綿轆，否則板面上的水分隨之進入烘干段，易造成銅面氧化。7.1.5.

21、4 過濾系統：過濾裝置的作用是清除循環藥液和水中的雜質，保證藥水的清潔度。序號過濾類型作用及影響圖示1過濾網床通常用于初步過濾較大顆粒的雜質，需定時清潔，如果出現損壞必須及時更換，否則大的雜質會隨溶液進入下一級過濾裝置，導致其堵塞。2過濾網袋網版式過濾器采用，可以過濾較小的顆粒，需定時清潔，如果出現堵塞，則造成噴淋壓力下降。3過濾棉袋棉袋式過濾器采用，可以過濾溶液中微小的顆粒，也可以用于空氣過濾，需定時清潔，如果出現堵塞，則造成噴淋壓力下降。 4過濾棉芯可以過濾極其微小的顆粒，通常用在水質要求較高的缸中，需定時更換，否則造成噴淋壓力下降。7.1.5.5 自動添加系統：由于化學藥液在生產中會不斷

22、消耗，通過人工補充的方法效率很低，且具有滯后性，容易出現藥液補充不及時，補充量偏多或偏少等問題。自動添加系統通過控制流程中的某一特征參數（例如過板數量，電導率，PH值，比重，電極電位等）定時補充藥水，如下表所示： 序號自動添加系統添加原理1數板添加系統設定單次藥水添加量，根據電眼感應到的做板數量添加藥水2電導率添加系統設定電導率控制范圍，低于于控制點時添加藥水7.2 貼干膜/涂覆濕膜：7.2.1貼膜/涂覆濕膜的主要目的是在經過前處理的銅面上粘附一層光致抗蝕劑，其形式可以是干膜也可以是涂覆油墨。主要過程：靜電吸塵預熱貼膜靜置，或者是：靜電吸塵翻轉涂覆烘干靜置；7.2.2 靜電吸塵：7.2.2.1

23、靜電吸塵使用的設備是清潔機，其作用是在貼膜前對板面進行清潔，減少貼膜時干膜/濕膜下垃圾，由于烘干段使用風刀的高速氣流吹干板面，空氣中會存在微塵，雖經過過濾，仍不能保證完全潔凈；板子上也會殘留銅屑，金剛砂，火山灰的顆粒，當板子經過清潔機時，上下兩根靜電吸轆將吸附板面上的灰塵和顆粒，然后再經吸塵膠轆上的粘塵紙將灰塵除去，從而達到清潔板面的目的，如【圖7】所示：圖7清潔機原理7.2.2.2生產中，需定時割除臟的清潔紙，否則清潔紙無法將靜電吸轆上的雜物粘走，導致貼膜下出現雜物。7.2.3預熱：7.2.3.1預熱的目的是在貼膜前將板面加熱到一定溫度，使干膜受熱會軟化，流動性增加，增加干膜和板面的貼合程度

24、。若預熱溫度不足，板件表面的溫度較低，在貼膜時干膜鋪展不好，則影響干膜與銅面的結合力。7.2.4貼膜：7.2.4.1貼膜的目的是將干膜壓至板件表面，使其與銅面結合良好。貼膜機通常分為手動和自動兩種，貼膜是利用加熱來降低干膜粘度，使干膜自行軟化，加壓將藥膜擠壓貼于已完成清潔，粗化板面上，如【圖8】所示：圖8貼膜膜機原理（1）影響貼膜效果的因素：序號因素影 響1壓轆溫度1.干膜受熱會軟化，流動性會增加，但溫度必須控制在規定范圍內，干膜溫度太高，干膜會變脆，耐電鍍能力差；溫度太低，干膜未能完全軟化流動，其與銅面粘附不牢固，結合力不好，容易脫落；2.壓轆溫度的均勻性也會影響貼膜質量，如果均勻性不良，則

25、會出現有些區域溫度較高，有些區域溫度又較低。這樣容易造成局部干膜貼合不牢，或者局部干膜受熱過度導致脆化。2貼膜壓力1.貼膜時，上下兩根壓轆會擠壓干膜，促使其流動，從而均勻地貼在板面上，貼膜壓力過大，則干膜容易起皺，局部厚度偏薄，壓力過小，則干膜的填充能力，附著力下降；2.貼膜壓力的均勻性影響貼膜的效果，如果如果均勻性不良，則會出現有些區域壓力較高，有些區域壓力又較低，這樣容易造成局部干膜貼合不牢。3包膠硬度通常壓轆的包膠為硅膠材料，其硬度會影響貼膜壓力，如果硬度過大，會導致干膜偏薄，孔口處干膜容易發生破裂；如果硬度過小，貼膜壓力不足，干膜與板面結合不牢。4包膠壽命硅膠在使用一段時間后會發生老化

26、變形，表面平整度降低，如果接觸到酸堿，表面會發生腐蝕，因此包膠需定時進行更換。序號因素影 響5施壓方式1.貼膜機是通過壓轆的兩端進行施壓的，這樣一來，壓轆的兩端壓力可能會出現差異，因此壓轆的施壓方式會影響壓力的均勻性，如下圖所示：2.相比兩端加壓方式，以上右圖的加壓方式可以使得兩端的施壓更加均勻，這樣便可以改善貼膜時的壓力均勻性。6壓轆類型1.壓轆的形態對于貼膜壓力的均勻性是有影響的，如下圖所示：2.凸面壓轆的粗細程度是不同的，中間比兩端粗一些，這種壓轆的加壓方式不變，但通過壓轆本身形狀的改變，可以將兩端的壓力傳至壓轆中間，從而改善貼膜壓力均勻性。7貼膜速度貼膜速度和貼膜壓力，貼膜溫度一起影響

27、貼膜的最終效果，貼膜速度慢，干膜則壓轆下的時間增加，接收壓轆的熱量也增加，容易使干膜的溫度過高；貼膜速度過快，干膜的軟化不足，也會導致結合力不好8濕法貼膜1.當板面平整度不好，或者由于前制程的原因導致銅面有輕微的凹坑，針孔，麻點，劃痕以及玻璃布織紋造成銅箔表面凸凹不平等缺陷，采用干法貼干膜時，易產生干膜與基銅表面黏合不牢的現象。此時，在干膜和基銅的界面處常形成空隙，空洞，氣泡殘留，在進行蝕刻時，蝕刻液一旦進入界面空隙內，就會造成斷線，缺口等缺陷；2.濕法貼膜在壓轆前增加了一個吸水海綿，在干膜接觸板面之前，先在板上涂覆一層水，干膜在高溫下發生溶脹，將凹陷填充，由此可以排除基銅表面與干膜界面滯留的

28、氣泡，改善干膜與基銅的吻合粘附性。7.2.5內層涂覆機：板子經過清潔機之后是以水平方向運行的，在進行涂覆之前，先利用翻轉機將板子順時針旋轉90度，變為垂直方向。然后在涂覆滾輪中間將板勻速提起，同時利用兩涂覆輪在一定的壓力下相互擠壓使油墨均勻的涂覆在板面上，然后利用三段烘箱將油墨烘干，完成涂覆，如【圖9】所示： 圖9涂覆機（1）影響貼膜效果因素：序號因素影 響1油墨粘度油墨粘度通過稀釋劑進行調節，如果粘度過高，則濕膜較厚，且容易導致厚度不均；如果粘度過低，油墨很容易從板面流淌下來，導致膜厚偏薄。2零點壓力零點壓力是指在無板的情況下，涂覆輥輪之間的接觸壓力，它可以反映涂覆滾輪的平整度和平行度，如果

29、零點壓力超出控制范圍，則會造成濕膜的的不均勻。3輥輪平整度輥輪表面需是平整的，無破損，劃痕等缺陷，否則會出現板面涂覆不均4輥輪溝槽設計涂覆輥輪表面有許多的溝槽，溝槽的密度和深度會影響涂覆效果。溝槽不可太稀疏，否則涂覆不均勻，溝槽的深度槽較淺的話，可以容納的油墨量有限，涂覆膜厚會偏薄，如果溝槽過深，容易導致漏油。7.3 曝光：7.3.1曝光是指通過曝光機光源所發出的UV光線穿過菲林（激光曝光時無菲林）及保護膜，照射至感光膜上，使其發生一連串的光聚合反應，形成不溶于顯影液的高分子聚合物，于是在板面形成具有一定圖形特征的抗蝕層的過程，如【圖10】所示：圖10 曝光原理7.3.2如【圖10】所示，理想

30、狀況下，光線直射至干膜底部，平行方向的能量分布均勻，垂直方向的能量逐漸衰減。但實際的情況是，入射光不是完全的平行光，且伴隨有不同程度的反射，折射，因此光能量在平行方向的分布也是不均勻的，因此，選取平行度好的光源，減少光線的反射，折射是有利于改善曝光均勻性的。7.3.3接觸式曝光（使用菲林）：7.3.3.1點光源：此類曝光機的光源是上下兩個燈，其發射的光線為發散式的，如【圖11】所示：圖11 點光源7.3.3.2由此，在使用過程為了減少光線的折射和散射，必須將其由發散光束轉變為較為平行的光束，通常的方法是通過凹面鏡反射來實現，如【圖12】所示： 圖12 點光源光線反射7.3.3.3從上圖可以看出

31、，利用凹面將可以改善光線的平行度，但無法將其全部轉換平行光，實際使用過程中更加類似右上圖，由此，點光源發出的光線在照射至干膜時情況如【圖13】所示：圖13 點光源光線照射情況7.3.3.4平行光：此類曝光機也采用菲林曝光，但其光源與點光源的曝光燈不同，只有一個平行光源，將由點光源發出的光經過拋物面反射，并通過移動反射鏡來達到上下兩面的先后曝光，如【圖14】所示： 圖14 平行光光源7.3.3.5平行光的最大優點是在曝光時，所有光線是垂直照射到光致抗蝕劑上，因而可以得到與底片基本相同的尺寸圖形，相比點光源曝光機來說，可以制作更細的線路，圖形精度也更高，如【圖15】所示：圖15 平行光光線照射情況

32、7.3.3.6對位方式：序號對位方式對位原理1手動對位內層菲林對位（書頁式）由于內層芯板在曝光時沒有鉆孔，因此不存在圖形與孔位偏離的問題，此時對位的要點是上下兩面是否對位準確。手工對位時時把上下兩面菲林疊在一起，使菲林上下的對位標識重合，然后利用膠帶將兩張菲林固定，并粘貼至曝光機1手動對位內層菲林對位（書頁式）的玻璃上，每次做板時只需將菲林如同翻書一樣掀開，將板子放入其中，便可進行曝光。對位標識圖形如下所示：2外層菲林對位此時板子上已經有了鉆孔，板邊也有定位孔，因此外層對位主要是板子上的孔和菲林上的盤要對齊。手工對位時，利用放大鏡觀察，使菲林上的盤和板上的孔圓心重合，兩面菲林都對位完成便可曝光

33、，由于兩面菲林是分開的，沒有事先固定，因此，必須在菲林上粘附膠帶，使其可以粘在板面上。3CCD對位內層CCD對位1.CCD對位不同于手工對位，此方法通過攝像頭抓取菲林上的對位標識進行對位。內層芯板由于沒有機械孔，對位的要點在于兩張菲林之間是否對位準確，內層對位標識如下圖所示：2.CCD攝像頭通過測量上下兩張菲林上圓盤和圓環的圓心是否重合來判斷對位是否準確，如果兩張菲林標識的圓心偏差超出控制范圍，則曝光無法進行。4外層CCD對位1.外線板上有機械孔，此時CCD攝像頭則抓取上下兩張菲林的圓心，并與定位孔的圓心進行比對，如下圖所示：2.當上下兩種菲林對位標識圓心和定位孔圓心的偏差超出控制范圍時，曝光

34、則無法進行。7.3.3.7曝光效果影響因素：序號因素影 響1光源壽命光源具有一定的功率，所作其使用時間的增加，光源會出現老化，功率降低，因此曝光燈需定時更換，否則影響曝光的效果和生產效率。2燈罩和玻璃的清潔度1.點光源通過燈罩將光線反射板面上，如果燈罩上有灰塵或者其他雜質，則會導致曝光不良；2.平行光通過反光玻璃將光線反射板面上，如果有灰塵或者其他雜質，則會導致曝光不良；3.曝光玻璃表面不潔凈也會導致曝光不良。3菲林清潔度菲林與板面之間接觸，在使用之前需用菲林水清洗干凈，否則有雜物殘留的話，易導致開短路缺陷。4曝光框材質曝光框由兩部分組成，底部用于承載板件，上部蓋住板件，上部可以是麥拉膜，玻璃

35、或者雅克力，其中麥拉是柔性的，如果使用它，則必須在抽真空后刮板，否則易殘留氣泡，而玻璃和雅克力是剛性的，在吸真空后，它們和板子接觸面不會形成氣泡，也無需進行刮板操作。5玻璃和麥拉透光度曝光玻璃和麥拉如果透光性能不佳，則光線傳輸會有損耗，能量的利用率會降低。6板厚差異及板面翹曲板面如果凸凹不平或者板面有翹曲，則菲林與板面結合不緊密，吸真空后菲林會發生變形，導致板面圖像也發生變形，因此板厚差異和板面翹曲必須控制在一定范圍內。7趕氣方式麥拉抽真空后會貼在板子的表面，由于其是軟的，在麥拉和板子中間會殘留氣體，如果麥拉下面殘留氣體，則曝光時光線經過氣泡會出現散射，造成虛光，干膜殘留等問題，利用刮板可以將

36、殘留的氣體趕出。趕氣時必須將刮板傾斜，以一定的角度，用力從一個方向向另一個方向趕氣，否則氣泡難以趕凈。8導氣條使用1.普通曝光機吸真空時，如果板子的厚度較大，麥拉與板面結合不緊密則容易藏匿空氣，造成曝光不良，此時增加導氣條可以改善此問題。不過，導氣條的使用要與板厚相適應，否則效果不佳，如下圖所示： 2.當導氣條的厚度合適時，氣體通過導氣條可以排出，因而殘留較少，有利于曝光的進行7.3.3.8對位精度影響因素：序號因 素影 響1菲林漲縮菲林在繪制之后由于本身存在漲縮變形，因此在曝光過程中不可避免的會導致圖形偏位，因此控制菲林漲縮對于提高對位精度來說十分重要。2板件漲縮在制作外線板上，由于板子上的

37、孔已經鉆出，如板子本身出現漲縮，則在曝光時板面上的孔與盤便會出現偏位。3板厚差異及板面翹曲板面如果凸凹不平或者板面有翹曲，則菲林與板面會發生錯位，難以對齊，因此板厚差異和板面翹曲必須控制在一定范圍內。4趕氣操作使用麥拉的曝光機在抽真空后需進行趕氣，如果真空不足或者趕氣時動作過大，會導致板子或者菲林出現移動，造成曝光偏位5人員對位菲林對位是由人工目視完成的，人員的判斷誤差也會造成對位誤差6機器誤差CCD探頭在抓取對位點的時候會出現誤差，這樣機器本身的精度相關。7對位標識用于對位標識的圖形必須清晰，無損傷，否則會造成定位不準確。7.3.4直接成像7.3.4.1 LDI曝光機：（1）激光曝光機（LD

38、I）曝光方式完全不同于點光源和平行光，它不需要菲林底片，而是直接利用CAM工作站輸出數據，驅動激光成像裝置，首先由激光頭發射激光光束，然后經過運動掃描鏡Polygen形成一定的掃描區域，同時，放有板子的平臺在垂直于掃描帶的方向上做精確的運動，于是激光光束形成的掃描帶逐漸覆蓋整個板面，最終完成曝光過程，從而在涂覆有光致抗蝕劑的PCB上直接成像，其曝光過程如【圖16】所示：圖16 LDI曝光機7.3.4.2 DDI曝光機：（1）和激光曝光機類似，DDI曝光機同樣不需要菲林，直接利用CAM工作站輸出數據進行掃描曝光。不同的是DDI曝光機采用的光源不是激光而是高壓水銀燈，光束是經過光學系統DMD傳輸至

39、板面上的，由于DMD是面陣式的結構，所以相對于LDI線掃描，DDI曝光機是面掃描的，如【圖17】所示：圖17 DDI曝光機7.3.4.3對位方式序號對位方式對位原理1內層對位1.此時板面上無定位孔，LDI曝光機會先曝出其中一面的圖像，與此同時，在另外一面通過激光打點，做出一個標識：2.同樣的，DDI曝光機在曝光一面之后也會在另外一面制作MARK點，只是圖形和LDI有區別，而是一個圓盤，如下圖所示：3.當曝光完成第一面時，CCD探頭會根據之前所打的MARK點進行對位，完成第二面的曝光。2外層對位此時板子上有定位孔，直接成像曝光機的CCD攝像頭會抓取相應的定位孔，如下圖所示： 3動態對位此功能主要

40、針對外線板，和普通的曝光機不同，直接成像曝光機首先可以根據板子放置的位置旋轉工作臺以使板子和CAM圖形對齊，然后根據定位孔坐標，自動拉伸CAM圖形，從而實現板子與曝光圖形的匹配，如下圖所示： 7.3.4.4曝光效果影響因素：序號因素影 響1分辨率激光曝光機的分辨率可以調節，分辨率愈高，則圖形的精度愈高，因此制作精細線路時需采用高分辨率，否則，線路和圖形的精度會偏差過大。2激光頭功率激光頭的功率愈高，則曝光時間愈短，因此采用較高功率的激光頭可以提供生產效率。3機內清潔度曝光機內工作臺和周圍的區域長期累積，會存留灰塵，必須定期進行清理，否則易造成曝光不良，引起開短路缺陷。4板厚差異及板面翹曲如果板

41、厚差異較大，或者板面存在翹曲，曝光時，板面某些區域距離曝光機的焦點較遠，線路便會發生變形，因此板厚差異和板面翹曲必須控制在一定范圍內。7.3.2.5對位精度影響因素：序號因素影 響1機器誤差曝光機CCD攝像頭在抓取定位標識時存在誤差，這與機器本身的精度相關。2板件漲縮在制作外線板上，由于板子上的孔已經鉆出，如板子本身出現漲縮，則在曝光時板面上的孔與盤便會出現偏位，由于激光曝光機有動態對位功能，板件漲縮造成的偏位可以一定程度改善。3板面翹曲如果板面存在翹曲，CCD鏡頭下，定位孔的位置會發生偏移，孔也會發生變形，從而造成定位誤差，進而影響對位精度。7.3.3曝光尺：干膜的曝光程度取決于其接收的曝光

42、能量，不同的干膜所需的曝光能量也不相同，而且曝光能量和曝光機的曝光強度，曝光時間相關，各種不同的曝光機的光源功率，光源類型也不盡相同。為了反映干膜接收的能量大小，通常采用光密度尺（又叫曝光尺）來確定。7.3.3.1曝光尺類型：曝光尺是由一系列已知密度組成的，從透明到灰色到黑色排列的有規則間隔色調的曝光底片。曝光尺有21級、17級、25級曝光尺，常用的是斯圖費（Stouffer）21級曝光尺，其第一級光密度為0.05，以后每級以光密度差D為0.15遞增，第21級為3.05，曝光尺【圖18】所示：圖18 光密度尺7.3.3.2曝光級數定義：曝光尺的每一等級對應了一個光密度，光密度小的區域較透明，隨

43、著光密度不斷增大，底片的透明度降低，直至黑色不透光。因此在曝光時透明的區域干膜接受的能量大，不透明的區域接受的能量小，當不斷提高曝光能量時，曝光級數也隨之升高，這樣，即使較為不透明的區域也可以實現曝光。因此，曝光級數便與干膜曝光程度有了對應關系，曝光級數愈高，干膜接受的曝光能量愈大，如【圖19】所示：圖19 曝光級數7.3.3.3曝光級數影響因素：序號因素影 響1曝光能量每一種干膜有一個適宜的曝光級數范圍，如果曝光能量過大，則曝光級數會超出此范圍，則會導致干膜顯影后殘膠，干膜變脆等缺陷；如果曝光能量過小，曝光級數達不到要求，則會導致線路鋸齒，干膜側蝕嚴重，線路起翹，脫落等缺陷。2顯影速度干膜的

44、顯影速度必須使得干膜的顯影點處在控制范圍內，否則曝光級數會不準確。7.3.4 干膜：干膜的作用是在圖形轉移后作為蝕刻的抗蝕層或者電鍍的抗鍍層。通過曝光可以將設計圖形復制到干膜表面，之后曝光區的干膜發生固化，而未曝光區的干膜沒有固化，在顯影時將未曝光的干膜反應掉，板面上剩余的已經固化的干膜便是抗蝕層或者抗鍍層。7.3.4.1干膜結構：干膜由三層膜組成， 如【圖20】所示：圖20干膜結構圖（1）不現干膜作用：序號層別作用1聚酯蓋膜干膜的最外層，是支撐感光膠層的載體，使之涂覆成膜。聚酯膜在曝光之后，顯影之前撕掉，其作用是防止曝光時氧氣向抗蝕層擴散，破壞游離基，引起感光度下降。2光致抗蝕劑干膜中間的一

45、層，是干膜的主體，在紫外光照射條件下會發生聚合反應，隨型號不同而厚度不等。3聚乙烯膜最里面的一層，主要是防止灰塵等污染干膜，避免在卷膜時，每層抗蝕劑膜發生相互的粘連。7.3.4.2干膜成分：干膜中間的光致抗蝕劑是由多種成分組成的，如下表所示：序號成分名稱作 用1黏結劑成膜樹脂，使感光膠各組分黏結成膜，起抗蝕劑的骨架作用，在光致聚合過程中不參與反應。2光聚合單體光致抗蝕劑的主要組分，在光引發劑的存在下，經紫外光照射發生光聚合反應，生成聚合物，感光部分不溶于顯影液，未曝光部分則通過顯影去除，從而形成抗蝕或抗鍍圖像。3光引發劑在320-400nm波長的紫外光照射下，光引發劑吸收紫外光的能量后，產生游

46、離基，而游離基進一步引發一連串的光聚合單體交聯反應。4增塑劑增加干膜抗蝕劑的均勻性和柔韌性。5增黏劑增加干膜光致抗蝕劑與銅面的化學結合力，防止干膜黏結不牢。6熱阻聚劑干膜生產過程中，很多步驟需接受熱量，熱阻聚劑可以防止熱能引發聚合反應。7光致變色劑增加干膜曝光前后顏色差異，便于判斷是否曝光。8溶劑溶解以上組分。7.3.4.3干膜聚合反應機理，如【圖21】所示： 圖21 干膜聚合反應（1）聚合反應影響因素：序號因素影響1曝光能量干膜中的光引發劑吸收紫外線的能量，產生活性游離基，從而引發聚合反應。活性游離基在反應過程中會不斷消耗，如果曝光能量不足，則產生的活性游離基不夠，聚合反應不完全。如果曝光能

47、量過大，則干膜會出現曝光過度，從而引起殘膠，干膜脆化等缺陷，因此每種干膜皆有其適宜的曝光能量。2干膜厚度干膜表面的分子接收紫外線的能量較充足，而底部的分子由于曝光能量的衰減吸收的能量較少，此時容易出現底部曝光不良，聚合反應不完全，干膜在顯影后浮起，脫落等缺陷。因此，干膜厚度不同，曝光能量也有差異。3干膜光敏性干膜分子對紫外線的敏感度不同，接收相同的能量，產生的活性游離基的數量便不同，具有高光敏性的干膜只需較低的能量便可聚合完全。4停留時間1.干膜在曝光之后，活性游離基并沒有馬上消耗完，而干膜中的聚合反應還在進行，此時需停留一段時間，干膜分子的聚合反應才能完成，如果停留時間不足，干膜中的部分聚合

48、單體沒有聚合完全，在進行顯影時便會被顯影掉，由此導致線路出現鋸齒，干膜起翹，脫落，最終導致開短路的出現；2.曝光后干膜未發生聚合反應的部分單體會向已曝光部分擴散遷移，增加了曝光部分干膜的密度，同時未曝光部分形成空穴，單體為非極性，未曝光部分更容易顯影，因此，足夠的曝光停留時間對于保證顯影后線路圖形的質量是極為重要的。7.3.4.4干膜性能參數：序號干膜性能原 理1光譜特性通常情況下，干膜的光譜吸收區域波長為310-44nm,安全光區域波長460nm，這就要求曝光燈的選擇要與其相適應。2感光速度指的是干膜在紫外線照射下，光聚合單體產生聚合反應形成具有一定抗蝕能力的聚合物所需光能量的多少，在光源強

49、度和距離固定的情況下，感光速度表現為曝光時間的長短，曝光時間愈短，則感光速度愈大，選擇感光速度大的干膜可以提高生產效率。3曝光時間寬容度干膜曝光一段時間后，光致抗蝕層基本聚合，經顯影后的圖像剛好可以使用，如果曝光時間再減少的話則無法使用，這一曝光時間稱為最小曝光時間；相對的，當曝光時間不斷延長，直至達到一個時間點，如果再增加曝光時間的話，所得圖像因為余膠，圖型精度超出公差而不能使用，此時間較為最大曝光時間。最大曝光時間和最小曝光時間的比值稱為曝光時間寬容度，當然寬容度愈高，實際生產過程中因為能量波動造成的不良會減少。4深度曝光性干膜曝光時，光能量經過抗蝕層由于反射，散射的的存在會逐漸衰減，當干

50、膜較厚時，到達干膜底部的能量可能比表面減弱許多，這樣便影響圖像的精度和解析度，嚴重情況下則導致干膜的浮起，脫落。因此深度曝光性是衡量干膜性能優劣的一項重要指標。序號干膜性能原 理5顯影性和耐顯影性干膜未曝光部分在顯影液中應徹底去除干凈，而曝光部分在顯影液中應具有耐顯影的能力，耐受顯影的時間愈長，則顯影的寬容度愈高，如果耐顯影性不好，則容易產生干膜脫落，滲鍍等缺陷。6抗蝕/抗鍍性能經過曝光之后的干膜在蝕刻液和電鍍液中應無發毛，滲漏，起翹，脫落等現象。當然，干膜與銅面的結合力也會影響干膜抗蝕/抗鍍的能力，但干膜本身應具有耐受蝕刻液和電鍍液腐蝕溶脹的性能。7.3.5菲林7.3.5.1菲林種類：序號菲

51、林種類性 能1銀鹽片銀鹽片是通過激光光繪機直接繪制得到，其圖形的精度取決于光繪機的分辨率，由于其藥膜是黑色的，不透光，因此不利于目視對位。2重氮片重氮片是利用銀鹽片為底片再經過曝光顯影復制得到的，其圖形精度不如銀鹽片，但其藥膜是棕色透明的，便于目視對位。7.3.5.2影響菲林性能的因素：序號因素影 響1環境溫度環境溫度會引起菲林的漲縮變形，溫度升高，菲林尺寸拉伸，溫度降低，菲林尺寸收縮，因此必須將菲林存在恒溫控制的凈化間內。2環境濕度環境濕度也會引起菲林的漲縮變形，濕度升高，菲林尺寸拉伸，濕度降低，菲林尺寸收縮，因此必須將凈化間的濕度控制在一定范圍內。3板面溫度在曝光之前，菲林貼在板面上，如果

52、此時板子的溫度較高，則會造成菲林變形，因此在曝光之前必須將板子冷卻。4曝光次數菲林在曝光過程中吸收光能量，隨著曝光次數的增多，菲林表面的藥膜會受影響導致光密度降低，菲林光密度的降低會導致板面上的非曝光區出現輕微曝光，容易造成干膜的殘留，菲林多次使用后也會出現變形，造成對位的偏差，因此菲林的重復使用次數需加以限制。5儲存時間菲林在制作完成和曝光之前的停留時間不宜過長，否則，菲林漲縮導致圖形精度下降。6人員操作人員對位過程中，如果擦花或者劃傷菲林，則會造成開短路7.3.6曝光形式對比（1）曝光形式因光源類型，光線系統的不同而各有各的優勢和缺點，具體分析如下表所示：序號曝光形式光源類型光學系統優點缺

53、點1接觸式曝光點光源菲林1.設備成本較低，使用廣泛；2.設備產能較高。1.光線平行度不佳，難以制作精細線路；2.使用菲林曝光，菲林的管理成本較高，菲林的品質會影響曝光的品質；3.對位精度受人工影響較大；4.如果使用麥拉膜，則必須進行趕氣，否則殘留氣體將影響曝光品質。序號曝光形式光源類型光學系統優點缺點2平行光菲林1.設備成本相比點光源高，但低于直接成像曝光機；2.設備產能較高；3.線的平行度較好，細線路制作能力比點光源好。1.使用菲林曝光，菲林的管理成本較高，菲林的品質會影響曝光的品質；2.對位精度受人工影響較大；3.如果使用麥拉膜，則必須進行趕氣，否則殘留氣體將影響曝光品質；3直接成像激光直接成像（LDI）LSO1.無需菲林，節省了菲林的管理成本，避免因菲林造成的缺陷；2.曝光過程無需趕氣等操作；3.激光光源的平行度較好，解析度較高，可以制作精細線路；4.采用CCD對位，可以實現自動漲縮，提高對位精度。1.設備成本較高；2.一次只能單面曝光，掃描方式為線掃描生產速度相比接觸式曝光較低，也低于DDI曝光機；3.需使用LDI專用干膜。4數字直接成像（DDI）DMD1.無需菲林，節省了菲林的管理成本，避免因菲林造成的缺陷；2.曝光過程無需趕氣等操作；3.光源能量較高，且使用多組曝光頭，掃描方式為面掃描，速度較L