光成像工藝知識講述內(nèi)容一、干膜知識二、前處理三、貼膜四、曝光五、顯影六、蝕刻七、去膜八、菲林制作九、干膜類型十、工程處理注意事項(xiàng)一、干膜知識1968年由杜邦公司研制并用于線路板行業(yè)(非水溶性干膜，溶劑型；顯影用三氯乙烷，退膜用二氯甲烷)。(缺點(diǎn)：需消耗大量有機(jī)溶劑，污染大，成本高)1970年研制出一種半水溶性干膜，顯影.退膜用水溶液(添加2-15%有機(jī)溶劑.BCS)，成本.污染有很大改善。1978年改進(jìn)為全水溶性干膜，顯影用K2CO3.Na2CO3,退膜用KOH.NaOH，其成本更低，污染更小，品質(zhì)更好。APart:聚醋蓋膜(保護(hù)膜)沖影時(shí)撕去1milPolyesterCoverSheetBPart:光阻膜層PhotopdlymerFilmResistCPart:聚乙烯隔膜、貼膜時(shí)撕去PolyettylencSeparatorSheet厚度1mil附圖于下一頁干膜結(jié)構(gòu)干膜結(jié)構(gòu)-附圖聚醋蓋膜(保護(hù)膜)聚乙烯隔膜光阻膜層干膜各層作用聚酯保護(hù)膜：1.保護(hù)作用，防止擦花藥膜，尤其是貼膜到?jīng)_影前的保護(hù).2.防止氧氣進(jìn)入阻劑層,由于曝光后聚合反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行,氧氣進(jìn)入會與自由基發(fā)生反應(yīng)形成非活性的過氧化物，阻止聚合反應(yīng)的進(jìn)行，使聚合過程停止造成曝光聚合不足。聚乙烯隔膜避免卷膜、運(yùn)輸、儲存時(shí)，干膜藥膜與保護(hù)膜之間相互粘貼，(厚度25μm-30μm，測本公司干膜隔膜27μm)光阻膜層(藥膜層)光聚反應(yīng)的主體干膜各層作用1.粘合劑4.促化劑與附著力促進(jìn)劑2.光聚合反應(yīng)單體3.感光啟動(dòng)劑(光引發(fā)劑)5.染料6.熱阻聚劑7.溶劑干膜化學(xué)組成1.粘合劑*將干膜各組份粘結(jié)成膜，是光阻層的骨架，主要影響膜層的物理性能，在光聚合過程中不參與化學(xué)反應(yīng)，但其決定光阻劑是屬于溶性、半水溶性和溶劑性干膜，粘潔劑決定干膜的Tg點(diǎn)。2.光聚合反應(yīng)單體*聚合反應(yīng)主體，單體吸收自由基后進(jìn)行聚合反應(yīng)形成商分小聚合體。化學(xué)成份作用3.感光啟動(dòng)劑感光啟始劑吸收特定波長紫外光(一般320-400nm),啟動(dòng)劑自行裂解而產(chǎn)生自由基，為聚合反應(yīng)提供條件。4.促化劑與附著力促進(jìn)劑增進(jìn)光阻層與銅面之間的附著力，防止粘結(jié)不牢而引起的滲鍍與甩膜。化學(xué)成份作用5.染料a.干膜本身制造造時(shí)，方便進(jìn)進(jìn)行檢查。b.曝光前后有明明顯顏色變化化，便于已曝曝光板與未曝光的的區(qū)分及目檢檢。a.感光增色：曝曝光后顏色加加深。b.感光褪色：曝曝光后顏色變變淺。目的分類化學(xué)成份作用用6.熱阻聚劑劑干膜在生產(chǎn)及及應(yīng)用過程中中很多步驟需需接受高溫，，為阻止熱能能使干膜發(fā)生生聚合作用而而加入熱阻聚聚劑7.溶劑將各有效成份份溶解。化學(xué)成份作用用啟始劑吸收UV光的能量后，，先自行分裂裂產(chǎn)生自由基基，自由基引引發(fā)光聚反應(yīng)應(yīng)，形成交聯(lián)聯(lián)聚合物，不不溶于顯影液液，而未曝光光的光阻膜被被顯影液剝?nèi)トィ酆铣上裣癫糠郑Ａ袅粼阢~面上。。流程圖顯影單體發(fā)生光聚反應(yīng)形成聚合體單體吸收自由基出現(xiàn)自由基啟始劑裂解紫外光照射干膜反應(yīng)過程程磨板作用a.除去板面面的氧化，油油污，手指印印，及其它污污物。磨板效果圖附附后b.在板面上上形成微觀粗粗糙表面，增增大干膜與板板面積，使干干膜有更好的的附著力。c.提供烘干干后的干燥板板面。二、前處理磨板前板磨板后板板面氧化.油污.手指印等磨板磨板效果圖設(shè)備典型部件件1〉磨刷及噴噴嘴主要物料1.磨刷材質(zhì)：尼龍;顏色：白白色;規(guī)格:針針粗0.35mm,整整刷外徑81mm,針長長37.2mm,刷長635mm;更換周期：一一周（更換成成本比較高））；2.酸硫酸，濃度為為3~5%，，溫度為常溫溫；3.火山灰灰質(zhì)量參數(shù)：公公司采用的為為HESS的的4F牌號火火山灰，其主主要化學(xué)成分分為SiO2:72.10%;AL2O3:12.33%;Fe2O3:1.34%顆粒分布范圍圍：小于68um(+/-5um)顆粒占90%，大于25um(+/-5um)的顆粒占占50%以上上。主要控制要點(diǎn)點(diǎn)浮石粉沉降試試驗(yàn)每四小時(shí)做一一次，控制范范圍15~20%;目的：間接判判斷火山灰有有效粒徑；水膜試驗(yàn)每班一次，水水膜時(shí)間>15秒；目的：評價(jià)磨磨板后的板的的潔凈度；有機(jī)污染磨痕試驗(yàn)內(nèi)層、外層板板鍍板：12－18mm；外層沉厚厚銅板：4-8mm；；目的：評價(jià)磨磨板時(shí)上下兩兩對刷子對板板的壓力狀況況。磨痕類型E、磨板后質(zhì)量檢檢查a.目檢板面面是否有氧化化、水跡、污污物．板面面清潔度。。b.水水膜測測試測試方方法：：取板板面清清潔處處理后后的板板，用用水浸浸濕板板面并并垂直直放置置，用用秒表表測量量水臘臘膜破破裂的的時(shí)間間,c.板板面粗粗糙度度：經(jīng)經(jīng)磨板板后的的板面面粗糙糙程度度(2.0μm左右右).*行行業(yè)界界人員員定義義一些些參數(shù)數(shù)衡量量粗糙糙度如如Ra;表面面取樣樣長度度內(nèi)基基準(zhǔn)線線上所所有距距離絕絕對值值的算算術(shù)平平均值值;一一般0.2-0.4μm.Rt;表面面取樣樣長度度內(nèi)最最高峰峰頂和和最低低谷度度之間間的距距離1.5-3.0μm一般般用目目視法法估計(jì)計(jì)，較較少用用科學(xué)學(xué)儀器器檢測測。粗粗糙度度由：：磨刷刷材料料，磨磨料粒粒度，，磨板板時(shí)的的功率率等共共同決決定。。磨板的的控制制磨板的的控制制五、無無塵房房的控控制溫度濕度壓力空氣中中塵粒粒含量量光線無塵房房需控控制的的條件件a.溫溫度度過高高，干干膜容容易融融邊，，而且且干膜膜溶劑揮揮發(fā)影影響貼貼膜效效果。。b.菲菲林林尺寸寸穩(wěn)定定性會會受溫溫度的的影響響。*溫度度對黃黃菲林林影響響:(10-20)*10-6/0C例如長長度為為24”的的菲林林，溫溫度升升高10C，長長度約約增加加24*1000*(10~20)*10-6=0.24~0.48mil/0CHumidity55±8%Temperature21±2℃溫濕儀溫度控控制1.黃黃菲林林尺寸寸穩(wěn)定定性受受濕度度的影影響，，濕度對黃黃菲林林影響響：(15~25)*10-6/%RH例如如：長長度為為24”菲菲林，，相對對濕度度增加加1%RH，長長度約約增加加：24*1000*(15-25)*10-6=0.36-0.6Mil/%RH2.干干膜儲儲存需需要控控制一一定的的濕度度Humidity55±8%Temperature21±2℃溫濕儀濕度控控制塵粒含含量通通常是是指1ft3的空氣氣中含含有0.5μm以上上塵埃埃個(gè)數(shù)數(shù)，做做為表表達(dá)單單位，，如100個(gè)以以下稱稱class100(現(xiàn)現(xiàn)公司司塵量量為class1萬萬，表表示0.5μm以上上塵埃埃個(gè)數(shù)數(shù)不超超過10000個(gè)或或者5.0以以上塵塵埃個(gè)個(gè)數(shù)不不超過過70個(gè))。[測量量工具具：測測塵儀儀]壓力控控制無塵房房保持持正氣氣壓的的作用用是減少少外界界空氣氣進(jìn)入入，減減少空氣氣中塵塵埃量量。正壓空氣空氣空氣中中塵含含量控控制干膜，，未覆覆制的的黃菲菲林存存放，，以及及及半存存放品品需于于黃光光下存存放，貼貼膜曝曝光，，顯影影黃菲菲林覆覆制過過程，，也要要在黃黃光條條件下下進(jìn)行行。CleaningRoom光線控控制預(yù)熱讓貼膜板有足夠熱量以輔助干膜之流動(dòng)性，而更好地壓貼在粗糙銅面上。清潔在貼膜前對板面進(jìn)行清潔，減少貼膜時(shí)干膜下垃圾。貼膜是利用加熱來降低干膜粘度，使干膜自行軟代，加壓將藥膜擠壓貼于已完成清潔，粗化板面上。貼膜三、貼貼膜a.必必須遵遵行銅銅面大大膜面面小的的原則則。b.更更換膠膠轆應(yīng)應(yīng)留意意發(fā)熱熱管的的安裝裝，避免溫溫度不不均勻勻。c.安安裝干干膜要要注意意上下下對齊齊。注意貼膜崗崗位注注意事事項(xiàng)干膜碎碎溫度：：溫度太太高，，干膜膜圖像像變脆脆，耐耐電鍍鍍力差差，溫溫度太太低，，干膜膜未能能完全全軟化化，流流動(dòng)而而與銅銅面粘粘附牢牢固，，結(jié)合合力不不好，，干膜膜甩膜膜，滲滲鍍。。溫度度測定定：測測溫儀儀。壓力力：：貼膜膜壓壓力力太太大大，，貼貼膜膜容容易易起起皺皺，，干干膜膜蓋蓋孔孔容容易易破破，，壓壓力力太太小小，，貼貼膜膜不不牢牢。。貼膜膜參參數(shù)數(shù)控控制制a.貼貼膜膜后后需需要要靜靜置置15分分鐘鐘以以上上才才能能曝曝光光讓讓已貼貼膜膜板板冷冷卻卻到到無無塵塵房房控控制制溫溫度度范范圍圍，，避免免熱熱板板使使菲菲林林變變形形。。b.貼貼膜膜板板靜靜置置冷冷卻卻可可使使干干膜膜完完全全與與板板面面貼貼合合，，而且且完完全全硬硬化化。。貼膜膜后后靜靜置置時(shí)時(shí)間間壓膜時(shí)間間溫度壓力影響貼膜膜效果的的主要因因素a.貼膜膜壓力是是壓膜滾滾輪施于于干膜上上的實(shí)際際壓力(生產(chǎn)時(shí)是用用氣壓表表上力作作參考)b.影響條件件:氣缸缸氣壓,壓膜滾滾輪與基基板形成成壓痕的的長度和寬寬度。*“壓壓痕”的的形狀受受氣缸氣氣壓、滾滾輪直徑徑、包膠膠厚度、滾輪輪表面包包膠硬度度等因素素影響。。c.測試試：用測測壓紙測測試。影響貼膜膜效果的的主要因因素———壓力a.貼膜膜溫度是是指干膜膜與板面面銅箔介介面的實(shí)實(shí)際溫度，(生產(chǎn)上上常以壓壓轆溫度度作參考考)。b.貼膜膜溫度決決定于壓壓轆與干干膜接觸觸時(shí)間，，(貼膜時(shí)時(shí)間)。。c.壓轆轆溫度預(yù)預(yù)熱溫度度介于壓壓轆和光光阻銅箔箔介面的熱導(dǎo)系系數(shù)。影響貼膜膜效果的的主要因因素———溫度a.壓膜時(shí)間間是指滾滾輪與干干膜接觸觸點(diǎn)的時(shí)時(shí)間。b.壓膜時(shí)時(shí)間由貼貼膜壓力力(實(shí)際際是壓痕痕寬度)與傳送速度度決定。。附表(生生產(chǎn)時(shí)以以傳送速速度作為為參考)影響貼膜膜效果的的主要因因素———壓膜時(shí)時(shí)間貼膜轆對對貼膜效效果的影影響貼膜轆對對良率的的影響曝光是指指UV光光線穿過過菲林及及保護(hù)膜膜，而到達(dá)感感光膜膜體上上，使使進(jìn)行行一連連串的的光聚聚合反應(yīng)應(yīng)，形形成不不溶于于顯影影液聚聚合物物。流程圖圖顯影單體發(fā)生光聚反應(yīng)形成聚合體單體吸收自由基出現(xiàn)自由基啟始劑裂解紫外光照射四、曝曝光聚合過過程光源點(diǎn)光源源點(diǎn)光源源ORC手動(dòng)動(dòng)曝光光機(jī)1、由由于曝曝光框框架兩兩層各各為麥麥拉層層和玻玻璃層層，因因此上上下曝曝光的的能量量各不不相同同。2、設(shè)設(shè)備通通過對對燈罩罩的開開合控控制曝曝光時(shí)時(shí)間的的多少少。3、燈燈罩有有冷卻卻水，，冷卻卻水在在保養(yǎng)養(yǎng)時(shí)需需要更更換。。4、離離子罐罐需要要檢查查，無無吸附附能力力時(shí)，，需要要更換換。5、反反光罩罩對能能量的的均勻勻性有有比較較大影影響，，通常常通過過調(diào)整整反光光罩的的位置置來調(diào)調(diào)整能能量均均勻性性。平行光光源平行光光源就就是將將由點(diǎn)點(diǎn)光源源發(fā)出出的光光經(jīng)過過拋物物面反反射通通過移移動(dòng)反反射鏡鏡來達(dá)達(dá)到上上下兩兩面的的先后后曝光光。平平行光光的最最大優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是是在曝曝光時(shí)時(shí)，所所有光光線是是垂直直照射射到光光致抗抗蝕劑劑上，，因而而可以以得到到與底底片““相同同”的的尺寸寸圖形形（顯顯影后后），，得到到較理理想的的圖形形。平行光光源1、平平行光光機(jī)保保養(yǎng)時(shí)時(shí)，清清潔反反光罩罩上面面的灰灰塵，，通常常使用用撣子子撣落落灰塵塵，再再用吸吸塵器器吸附附。2、檢檢查過過濾器器有無無堵塞塞。不同的的干膜膜根據(jù)據(jù)其特特性不不同所所需曝曝光能能量不不同，，曝光光能量量的測測量可可以用用能量量表或或曝光光尺。。曝光尺尺有21級級、17級級、25級級曝光光尺，，常用用的是是21級曝曝光尺尺，其其第一一級光光密度度為0.05，，以后后每級級以光光密度度差D為0.15遞遞增，，第21級級3.05。做做曝光光尺應(yīng)應(yīng)注意意，不不同的的干膜膜有不不同能能量。。曝光尺尺不同的的干膜膜在相相同能能量下下曝光光尺的的級數(shù)數(shù)不同同，因因此做做曝光光尺時(shí)時(shí)應(yīng)擇擇與生生產(chǎn)相相同的的干膜膜。注意曝光能能量曝光能能量太太高，，會導(dǎo)導(dǎo)致線線幼，，干膜膜變脆脆。曝光能能量太太低，，單體體聚合合不完完全，，干膜膜蓋孔孔能力變變差，，顯影影后色色澤暗暗淡，，線路路不清清晰。。曝光能能量的的影響響曝光能能量=燈管管強(qiáng)度度X曝曝光時(shí)時(shí)間曝光能能量是是什么么？燈管強(qiáng)強(qiáng)度高高燈燈管管強(qiáng)度度低燈管強(qiáng)強(qiáng)度1、燈燈源太太臟———清清潔2、反反光照照太臟臟———清潔潔3、燈燈管使使用壽壽命已已到———更更換燈管強(qiáng)強(qiáng)度減減弱的的原因因曝光能能量與與反應(yīng)應(yīng)的關(guān)關(guān)系曝光尺尺確定定能量量將菲林林與板板之間間的空空氣排排出，，避免免菲林林與板板之間間存在在氣泡泡，而而導(dǎo)致致光線線折射射，使使圖像像失真真。目的a.真真空框框的密密封性性b.抽抽真時(shí)時(shí)間c.真真空泵泵工作作收況況d.擦擦真空空好壞壞決定定效果的的決定定因素素抽真空空及趕趕氣1、剛剛剛合合上框框架，，抽真真空時(shí)時(shí)，趕趕氣力力度不不可過過大。。以免免菲林林與偏偏移2、厚厚板由由于麥麥拉膜膜的真真空時(shí)時(shí)的變變形會會引起起菲林林的移移動(dòng)，，所以以單面面曝光光較合合適趕氣與與偏位位牛頓環(huán)環(huán)判斷斷真空空效果果(有有牛頓頓環(huán)出出現(xiàn)，，且不不移動(dòng)動(dòng)）1、牛頓環(huán)環(huán)出現(xiàn)，當(dāng)當(dāng)不再移動(dòng)動(dòng)，表示氣氣體已經(jīng)不不在流動(dòng)且且接近真空空。2、在光面面與光面接接觸的地方方容易形成成并發(fā)現(xiàn)。真空不良導(dǎo)導(dǎo)致的曝光光不良導(dǎo)氣條太厚厚導(dǎo)氣條太薄薄導(dǎo)氣條合適適菲林定位圖圖示菲林定位改改善1、板面質(zhì)質(zhì)量：1））減少板邊邊雜質(zhì)顆粒粒，減少搬搬運(yùn)過程。。2）減少少貼膜后的的膜碎2、菲林檢檢查：1）菲林上上到玻璃臺臺面前，檢檢查清潔臺臺面菲林。。2）上菲林林之后，檢檢查菲林與與臺面之間間。3）曝光過過程當(dāng)中，，抽真空的的影響，灰灰塵會移動(dòng)動(dòng)到各處。。曝光后干膜膜未發(fā)生聚聚合反應(yīng)的的部分單體體會向已曝曝光部分?jǐn)U擴(kuò)散遷移，，增加了曝曝光部分干干膜的密度度，同時(shí)未未曝光部分分形成空穴穴。單體為為非極性，，未曝光部部分更容易易顯影。曝光后靜置置LDI光學(xué)學(xué)系統(tǒng)LDI光學(xué)學(xué)系統(tǒng)LDI定位位原理VacuumTablePCBPanelOpticalRegistrationHolesLDI特點(diǎn)點(diǎn)1.不需要要繪制菲林林2.對位精精度高3.不容易易產(chǎn)生固定定位缺陷4.批量板板生產(chǎn)速度度慢5.尺寸不不能大于24“6.厚度不不能超過5mm正片：所見見即所得負(fù)負(fù)片片：所見非非所得正負(fù)片正片：所見見即所得負(fù)負(fù)片片：所見非非所得正負(fù)片的定定義:正片：(所所見即所得得）線路區(qū)區(qū)域?yàn)樽韫夤鈪^(qū)（無論論是黑色阻阻光或是棕棕色阻光））負(fù)片：(所見見非所得）線線路區(qū)域?yàn)橥竿腹鈪^(qū)顯影就是感光光膜中曝光部部分的活性基基團(tuán)Na2CO3溶液反應(yīng)生成成可溶性物質(zhì)質(zhì)而溶解。已已曝光部分由由于發(fā)生光聚聚反應(yīng)生成大大分子聚合物，它不溶溶于K2CO3溶液而保保留在銅面上上。定義反應(yīng)原理Na2CO3=2Na++CO32-H2O+CO32-=OH-+HCO3-RCOOH+K++OH-=RCOOK+H2O羧基與K+作用生成可溶溶于水的鉀鹽鹽。五、顯影控制條件顯影壓力顯影液濃度顯影速度顯影液溫度噴嘴的排列與設(shè)計(jì)新藥水補(bǔ)充過濾系統(tǒng)水洗效果藥水補(bǔ)充由于顯影液中中有效成分不不停消耗，而而且顯影液中廢膜膜量不斷增加加。因此必須須采用自動(dòng)補(bǔ)料，，自動(dòng)排放系系統(tǒng)，以穩(wěn)定定顯影液正常濃度度，同時(shí)限制制溶于顯影液液中的廢膜量。控制條件相關(guān)關(guān)內(nèi)容介紹補(bǔ)充流量計(jì)算算由于Na2CO3顯影液中有一一定的使用壽壽命，因此必必須按要求補(bǔ)充足足夠的新藥水水。1L的1.0%Na2CO3一般可以溶解1-2FT2干膜膜，不同的干干膜具體溶膜膜量不同。例如：某種干干膜1L的1.0%Na2CO3可以溶解1.5FT2干干膜.1小時(shí)生產(chǎn)700FT2板，板的銅銅面積按60%計(jì)算，補(bǔ)充流量應(yīng)為為：700*2*60%1.5*60=9.33L/min控制條件相關(guān)關(guān)內(nèi)容介紹顯影點(diǎn)的控制制顯影點(diǎn)是指板板從進(jìn)入顯影影缸，到剛好好沖影干凈位置的距離與與總顯影缸的的長度的百分分比XY*100%XY控制條件相關(guān)關(guān)內(nèi)容介紹顯影點(diǎn)的控制制顯影點(diǎn)同樣可可以用時(shí)間來來計(jì)算，干膜膜剛好顯影干干凈的時(shí)間為t1，板在顯影缸總總運(yùn)行時(shí)間為為t2t1/t2*100%為顯影點(diǎn)點(diǎn)顯影點(diǎn)不但可可以綜合的反反映溫度，濃濃度，壓力速速度條件，而且且還能反映噴噴嘴排列安裝裝情況。控制顯影過度：線線路狗牙，干干膜色澤暗淡淡，抗電鍍能能力減弱顯影不足：出出現(xiàn)殘膠控制條件相關(guān)關(guān)內(nèi)容介紹水洗顯影完成后必必須立即進(jìn)行行水洗，除盡盡干膜及銅面面的殘留顯影液液，避免線邊邊干膜遭到攻攻擊而造成線線邊殘銅，水洗洗同樣能沖洗洗掉板面留下下的干膜碎片片及其他污物。。水洗效果受受水洗段長度度，噴嘴構(gòu)造造，噴淋壓力影響響。控制條件相關(guān)關(guān)內(nèi)容介紹DES