1、一、概述.3二、材料介紹.4三、線路成形工藝流程及原理.16 前處理.17 DF貼合/壓著.20 露光.23 現象.31 蝕刻.33 剝離.35 DES其他.36四、常見異常及原因對策分析.37五、設備立上評價項目.38 六、材料評價項目39 七、修改履歷40一、概述線路形成是整個FPC制作的基礎，它是每一個后續工段得以進行的載體；線路的形成過程相對于其他工程，如電鍍等工程來說，相對簡單些，只是工段比較多，本文就針對該工程需要的材料和工程內不同工段的基本原理和作用做個基本的介紹。二、材料介紹（一）銅箔基材（常簡稱為銅箔或基板）包括銅箔和基材（Base Film），是將一層薄薄的銅層涂覆粘結在柔

2、性介質薄膜上。A、目前常用的基材（Base Film）有兩種： 1.聚酯(POLYESTER)-通常說成PET，價格低廉，電氣和物理性能與聚酰亞胺相似，較耐潮濕，其厚度通常為15MIL，適用于-40-55的工作環境，但耐高溫較差，決定了它只能適用于簡單的柔性PCB，不能用于有零組件的FPC板上。 2. 聚酰亞胺(POLYIMIDE)-通常說成PI，它具有優異的耐高溫性能，耐浸焊性可達260、20sec，幾乎應用于所有的軍事硬件和要求嚴格的商用設備中；PI的耐高溫性能允許進行多次焊接和返修；它還具有介電強度高，電氣性能和機械性能極佳，使最常用的生產FPC和PCB的材料。但易吸潮，價格貴，其厚度通

3、常為0.5-5Mil。 B、銅箔： 按銅箔厚度可分為0.5oz 、 1oz 、 2oz， 相對應為17.5um 、 35um、 70um；按種類分可分為-壓延銅箔與電解銅箔： 電解銅箔-通常用ED表示(electrolytic ally deposited copper) 特點：用電鍍的方法形成，其銅微粒結晶狀態呈垂直狀，利于精細線路的制作，常用在彎曲性要求較低的FPC板上。電解銅箔晶粒結構圖，其延伸率為420%，因其銅微粒結晶呈垂直針狀，在蝕刻時容易形成垂直的線條邊緣，另外ED的粗糙的一面與基材的結合力非常好，有利于焊接工藝。壓延銅箔-通常用RA表示(rolled annealed copp

4、er) 特點：采用厚的銅箔多次重復壓延而成，具有較高的延展性（延伸率達627%）及耐彎曲性，一般用在耐彎曲的FPC板上。見下晶粒結構：如圖壓延銅箔在壓延的過程中，銅微粒形成水平軸狀結晶，具有比電解銅箔更高的延展性；但是這種銅箔在某種微觀程度上對蝕刻液造成一定的阻擋，且RA的兩面都非常光滑，所以需要進行化學處理以增加與基材的結合力。就銅箔基材的規格來說，主要就其厚度而言，南屏常使用的有三種，1oz1mil、1/2oz1mil、1/2oz1/2mil；龍山工廠使用的銅箔種類，主要都是兩面銅箔，厚度一般為1/2oz和1/3oz，PI層也分1mil和1/2mil，不同點在于：內層線路：無需鍍銅；外層線

5、路：不同品目鍍層厚度不一，分23m和25 m厚；兩面單張：鍍層厚度8 m、15 m和17 m。（二）、干膜（Dry Film）A、干膜的組成： 水溶性干膜主要是由于其組成中含有機酸根，會與強堿反應使成為有機酸的鹽類，可被水溶掉。干膜是由聚酯薄膜、光致抗蝕劑膜及聚乙烯保護膜三部分組成，結構見圖： 聚酯薄膜式支持感光膠層的載體，使之突布成膜，通常厚度為25m左右；聚酯薄膜在曝光后現象前撕去，防止曝光時的氧氣向抗蝕劑層擴散，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膜，防止灰塵等污物沾污干膜，避免在卷膜的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

6、體，其厚度視其用途不同有若干種規格。B.光致抗蝕劑膜的主要成分和作用 1）粘結劑：使感光膠各組份結成膜，起抗蝕劑的骨架作用，在光致聚合過程中不參與化學反應，一般為聚苯丁樹脂。 2）光聚合單體：是光致抗蝕劑膠膜的主要成分，在光引發劑的存在下，經紫外光照發生光聚合反應，生成體型聚合物，感光部分不溶于顯影液，未曝光部分可通過顯影除去，從而形成抗蝕圖像，多元醇烯酸酯類及甲基丙烯酸酯類是廣泛應用的聚合單體。3）光引發劑：在320400nm波長的紫外光線照射下，光引發劑吸收紫外光的能量產生游離基，而游離基進一步引發光合單體交聯，一般使用安息香醚，叔丁基蒽，醌等作為光引發劑。4）增塑劑：增加均勻性和柔韌性，

7、一般為三乙二醇雙醋酸酯。5）增粘劑：增加與銅表面的化學結合力，防止因粘結不牢引起膠膜起翹、滲鍍，一般為苯并三氮唑。6）熱阻聚劑：阻止熱能對干膜的聚合作用，一般為甲氧基酚，對苯二酚7）色料：使干膜呈現鮮艷的顏色，便于檢查和修理，一般為孔雀石綠、蘇丹三等色料8）溶劑：溶解上述各組分，一般為丙酮、酒精等C.干膜的技術條件 1）外觀：無氣泡、顆粒、雜質；厚度均勻，顏色一致；無流膠現象，膜卷必須卷繞緊密、整齊，層間對準誤差應小于1mm。 2）剝離性：揭聚乙烯保護膜時，保護膜不粘連抗蝕層。 3）變色性：曝光前后顏色應有明顯的變化。D.干膜的作業環境 干膜作業的環境，需要在黃色照明,通風良好,溫濕度控制的無

8、塵室中操作，以減少污染增進阻劑之品質。 目前我們露光房的溫度要求是21 3，濕度的控制范圍是6015RH%。（三）、PEN、PETN材（南屏）作用如下：制品表面保護，防止因清洗不凈剝離槽的藥液導致的補材剝離產生。用于此目的時一般在DES完了后將其撕離，建議使用PETN材，減低成本。折痕對策，運用于FA薄的品目（1/2OZ，1/2mil，1/3OZ，1/4 等）。用于此目的時一般在電鍍完了后將其撕離，由于過程中必須經過保膠壓著、烘箱，所以必須使用PEN材料。材質：如圖所示：線路成形所需的材料介紹完畢，以下是線路成形的工序介紹。三、線路成形工藝流程1. 概述： 線路的成形過程按照工藝流程可以分為以

9、下幾個工段：前處理DF貼合蝕 刻露 光現 像剝 離線路形成基 材2. 銅箔前處理： 首先說明銅箔前處理的目的： （1.）去除銅箔表面的氧化層、油污、指印、灰塵顆粒及其它污物； （2.）使銅箔形成微觀粗糙的表面，增大干膜與銅箔表面的接觸面積，增強干膜同銅箔的結合力。 其中結合力分為機械力和化學力兩種： 化學力即界面化學作用力，包括分子間的范德華力、極性鍵力等，不管是機械力還是化學力都需要一定的接觸表面積和接觸角，才能使干膜和銅箔表面之間達到良好的結合。 理論上表面粗糙度峰谷值“H”應在22.5um以內,峰間的寬度“W”在34um之間時,干膜可得到最佳的粘著性（如圖示）, HW銅箔前處理有三種處理

10、方法：機械清洗、化學清洗、電解清洗；前處理效果檢查：一般使用水膜破裂試驗法，裁剪好1sheet銅箔制品，潔凈水浸濕，45放置，可見整個版面有一層連續的水膜，能保持在15秒鐘不破滅則表明前處理效果好；3.DF貼合工程： A、設備運行的截面圖：南屏單面品銅箔，背面朝外干膜預熱滾輪上下加熱滾輪聚乙烯膜內層及連續兩面貼合兩面銅箔干膜預熱滾輪上下加熱滾輪聚乙烯膜兩面單張銅箔干膜預熱滾輪上下加熱滾輪聚乙烯膜作業臺兩面單張DF貼合 B、DF貼合原理： 從干膜上撕下聚乙烯保護膜，在加熱條件（一定溫度條件下，視不同干膜而定）下將干膜抗蝕劑粘貼在銅箔上，干膜在上述之溫度下達到其玻璃態轉化點而具有流動性及填充性，借

11、助加熱滾輪的壓力和抗蝕劑中膠黏劑的作用而覆蓋銅面。但溫度不可太高，否則會引起干膜的聚合而造成顯像的困難。壓膜前板子若能預熱,可增強其附著力。C、貼合要求： 貼合的三要素：貼合壓力、加熱滾輪溫度、傳送速度； 壓力小、貼不牢；壓力大、容易褶皺；溫度低、干膜與銅箔表面結合力差，在顯影或者電鍍過程容易起翹和脫落；溫度高、圖像發脆，耐鍍性變差； 完整的貼膜應是表面平整、無皺折、無氣泡、無灰塵顆粒等夾雜，為保持工藝的穩定性，貼膜后應經過15分鐘的冷卻及恢復期再進行曝光。我司干膜貼合信息匯總如圖：4、露光： (1.) 露光原理：即在紫外光照射下，光引發劑吸收了光能分解成游離基，游離基再引發光聚合單體進行聚合

12、交聯反應，反應后形成不溶于稀堿溶液的體型大分子結構。 （2.）露光機種類 按不同分類可分為手動和自動、平行光與非平行光、LDI鐳射直接曝光。這里需要說明的是平行光與非平行光的區別、如何測量及評價露光機的平行度。平行光與非平行光非平行光與平行光的差異，平行光可降低Under-Cut。其差異點，可見下圖示，顯影后的比較。做細線路(4mil以下)非得用平行光之曝光機。 現象后制品的SEM圖片如何測量和評價露光機的平行度定義：從平行度(collimate)字面的意思就是使直向行進，而從光的眼光而言則是讓光行進同時垂直于照射面。工具和方法：個人理解：一種方法是直接使用DF后的制品進行曝光，后作SEM分析

13、，察看其斷面形狀即可；另一種理解就是我司現在使用的光量計測量照度分布，檢查光量分布是否均勻，按照一定的測量方法和標準進行。測量方法和相關的標準使用光量計UIT-150/250測量，等光源穩定后將曝光設置打至手動狀態，在作業臺上選擇N（N9）個均勻分布的點（如圖分布）進行測量，記錄相應的數據即可；露光機作業臺內外左右合格基準：兩個基準，其一：(Max-Min)/(Max+Min) 100%5%；其二：Min/Max 100%95%，后者較為嚴格，日本現用的標準。（3.）影響露光質量的因素: .光源的選擇 要求是干膜光譜吸收主峰與光源發射主峰重疊或大部分重疊；一般鏑燈、高壓汞燈和碘鎵燈是較好的光源

14、，我司使用的水銀燈如下表示： .曝光時間的控制 這是最為重要的因素。曝光不足，抗蝕膜聚合不夠，現象時膠膜溶脹、變軟，線條不清晰，色澤暗淡甚至脫膠；曝光過度，將產生現象困難，膠膜發脆、余膠等問題。確定最佳曝光時間的方法：使用光密度膠片（司內稱之為段數膠片or Step tablet）對干膜進行露光，不同干膜廠家會提出對應的密度，我司使用的光密度膠片有以下幾種級別：18級（段）、21級（段）、25級（段）等，如下附件所示：我司使用不同干膜所對應的段數：嚴格來講，以時間來計量曝光是不準確的，因為光源強度是隨電壓改變而波動，隨燈的老化而下降的。為使每次曝光能量相同，必須使用光能量積分儀來計量曝光。我司

15、使用的光量計有兩種：UIT-150、UIT-250，通過每周定期檢測實測光量來控制曝光時間的穩定性； .露光底片的質量 主要表現在光密度和尺寸穩定性兩方面。光密度表示為透光部位的光密度要越小越好，最小值小于0.2；不透光部位光密度越大越好，最大值要大于4.0（如前step tablet中的density值）；尺寸穩定性隨環境的溫度和貯存時間而變化，故需注意膠片保存環境的溫濕度； .廓清率設定（clearance set） 意為露光底片與制品之間的距離，不同場合設定值不同；廓清率設置過大，平行光狹縫散射或衍射，使得不曝光部位感光，導致導體寬幅過大或現象不盡；廓清率設置過小，在自動運行過程中因制品

16、折皺變形等導致真空吸著異常或細小異物轉寫。畫像處理精度 我司控制的畫像處理精度和回數分些是5m以內和5回以內，避免露光偏移的出現。除此以外，曝光機的真空系統和真空曝光框架材料的選擇，也影響曝光成像的質量。5、現象： 原理：利用稀堿溶液與光致抗蝕劑中未曝光部分的活性基團（羧基）反應，生成可溶性的物質溶于水，而曝光部分的干膜不發生溶解。 藥液及條件：1%NaCO3，建浴時使用純水建浴，最佳的現象條件是最小現象時間（BP）的1.5-2.5倍，實際生產中再根據所需密著性進行調整；因干膜溶解如堿液后會產生一定的泡沫，故需要定量添加適量的消泡劑，我司使用的消泡劑匯總如圖： BP測試方法：使用該個工程的銅板

17、，DF貼合后于DES現象，裁剪為約300mm長，根據現象槽長度，僅留用約3列噴嘴的現象有效長度，其余位置使用邪魔板遮蔽，粗略計算干膜的BP或根據廠家給出的BP設定初始測試速度，按0.5m/min的速度遞增減，直至銅板上的干膜剛好被完全洗掉，記錄此時速度，根據：BP=現象有效長度/干膜剛好被完全洗干凈的速度*60s；得出該現象槽的BP時間。5、現象： 影響現象效果的因素：現象時間的有效控制（1.5-2.5倍BP）、噴淋壓力（0.15Mpa左右）、噴淋搖擺頻度（30回/min）、滾輪間距和清潔程度、噴嘴形狀及噴淋形狀等。 經過顯影后的線路板即使有部分顯影不完全或殘留也不易檢查出來，通常采用氯化銅試

18、驗來測試：將顯影后的板子放入氯化銅稀溶液中，少時取出，裸露出來的銅箔表面會變成深棕色的氫氧化亞銅，當未完全顯影有部分殘留時用肉眼就能非常清楚的檢查出來。6、蝕刻： 原理：在蝕刻過程中，氯化銅中的二價銅具有氧化性，能將印制電路板面上的銅氧化成一價銅，其化學反應如下：Cu+CuCl2Cu2Cl2， 在有H2O2存在的情況下： Cu2Cl2+2HCl+H2O2 2CuCl2+2H2O 影響蝕刻速度的因素：影響蝕刻速率的因素較多，但影響較大的是蝕刻液中的氯離子、一價銅的含量，蝕刻液的溫度及二價銅的濃度等； 氯離子的影響：我司通過滴定柜控制鹽酸濃度來控制氯離子的含量，在蝕刻反應過程中，生成Cu2Cl2不

19、易溶于水，而在銅的表面生成一層氯化亞銅膜，阻止了反應進行。但過量的氯離子能與Cu2Cl2絡合形成可溶性絡離子CuCl3 2-從銅表面溶解下來，從而提高了蝕刻速率；6、蝕刻： 一價銅和二價銅的含量比例：在蝕刻過程中，隨著化學反應的進行，就會形成一價銅，微量的一價銅存在蝕刻液內，會顯著的降低蝕刻速率，而隨著反應的進行，當銅含量達到一定濃度時，蝕刻速率就會下降；要保持恒定的蝕刻速率就必須控制蝕刻液內的含銅量；我司通過控制ORP（氧化還原電位）550-700mv來平衡一價銅和二價銅的比例； 蝕刻液溫度：最好溫度控制在45-55。當然溫度升高，蝕刻速率增加，但溫度過高會引起鹽酸過多的揮發，導致溶液組分比例失