27十一月2023PCB光成像工藝知識講述內容一、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PCB光成像工藝知識一、干膜知識1968年由杜邦公司研制并用于線路板行業(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：需消耗大量有機溶劑，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%有機溶劑.BCS)，成本.污染有很大改善。1978年改進為全水溶性干膜，顯影用K2CO3.Na2CO3,退膜用KOH.NaOH，其成本更低，污染更小，品質更好。PCB光成像工藝知識APart:聚醋蓋膜(保護膜)沖影時撕去1milPolyesterCoverSheetBPart:光阻膜層PhotopdlymerFilmResistCPart:聚乙烯隔膜、貼膜時撕去PolyettylencSeparatorSheet厚度1mil附圖于下一頁干膜結構PCB光成像工藝知識干膜結構-附圖聚醋蓋膜(保護膜)聚乙烯隔膜光阻膜層PCB光成像工藝知識干膜各層作用聚酯保護膜：1.保護作用，防止擦花藥膜，尤其是貼膜到沖影前的保護.2.防止氧氣進入阻劑層,由于曝光后聚合反應將繼續進行,氧氣進入會與自由基發生反應形成非活性的過氧化物，阻止聚合反應的進行，使聚合過程停止造成曝光聚合不足。PCB光成像工藝知識聚乙烯隔膜避免卷膜、運輸、儲存時，干膜藥膜與保護膜之間相互粘貼，(厚度25μm-30μm，測本公司干膜隔膜27μm)光阻膜層(藥膜層)光聚反應的主體干膜各層作用PCB光成像工藝知識1.粘合劑4.促化劑與附著力促進劑2.光聚合反應單體3.感光啟動劑(光引發劑)5.染料6.熱阻聚劑7.溶劑干膜化學組成PCB光成像工藝知識1.粘合劑*將干膜各組份粘結成膜，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反應，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。2.光聚合反應單體*聚合反應主體，單體吸收自由基后進行聚合反應形成商分小聚合體。化學成份作用PCB光成像工藝知識3.感光啟動劑感光啟始劑吸收特定波長紫外光(一般320-400nm),啟動劑自行裂解而產生自由基，為聚合反應提供條件。4.促化劑與附著力促進劑增進光阻層與銅面之間的附著力，防止粘結不牢而引起的滲鍍與甩膜。化學成份作用PCB光成像工藝知識5.染料a.干膜本身制造時，方便進行檢查。b.曝光前后有明顯顏色變化，便于已曝光板與未曝光的區分及目檢。

a.感光增色：曝光后顏色加深。b.感光褪色：曝光后顏色變淺。目的分類化學成份作用PCB光成像工藝知識6.熱阻聚劑干膜在生產及應用過程中很多步驟需接受高溫，為阻止熱能使干膜發生聚合作用而加入熱阻聚劑7.溶劑

將各有效成份溶解。

化學成份作用PCB光成像工藝知識啟始劑吸收UV光的能量后，先自行分裂產生自由基，自由基引發光聚反應，形成交聯聚合物，不溶于顯影液，而未曝光的光阻膜被顯影液剝去，聚合成像部分，保留在銅面上。流程圖顯影單體發生光聚反應形成聚合體單體吸收自由基出現自由基啟始劑裂解紫外光照射干膜反應過程PCB光成像工藝知識磨板作用a.除去板面的氧化，油污，手指印，及其它污物。磨板效果圖附后b.在板面上形成微觀粗糙表面，增大干膜與板面積，使干膜有更好的附著力。c.提供烘干后的干燥板面。二、前處理PCB光成像工藝知識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PCB光成像工藝知識設備典型部件1〉磨刷及噴嘴PCB光成像工藝知識主要物料1.磨刷材質：尼龍;顏色：白色;規格:針粗0.35mm,整刷外徑81mm,針長37.2mm,刷長635mm;更換周期：一周（更換成本比較高）；2.酸硫酸，濃度為3~5%，溫度為常溫；3.火山灰質量參數：公司采用的為HESS的4F牌號火山灰，其主要化學成分為SiO2:72.10%;AL2O3:12.33%;Fe2O3:1.34%

顆粒分布范圍：小于68um(+/-5um)顆粒占90%，大于25um(+/-5um)的顆粒占50%以上。PCB光成像工藝知識主要控制要點浮石粉沉降試驗每四小時做一次，控制范圍15~20%;目的：間接判斷火山灰有效粒徑；水膜試驗每班一次，水膜時間>15秒；目的：評價磨板后的板的潔凈度；有機污染磨痕試驗內層、外層板鍍板：12－18mm；外層沉厚銅板：4-8mm；目的：評價磨板時上下兩對刷子對板的壓力狀況。PCB光成像工藝知識磨痕類型PCB光成像工藝知識E、磨板后質量檢查a.目檢板面是否有氧化、水跡、污物．板面清潔度。b.水膜測試測試方法：取板面清潔處理后的板，用水浸濕板面并垂直放置，用秒表測量水臘膜破裂的時間,c.板面粗糙度：經磨板后的板面粗糙程度(2.0μm左右).*行業界人員定義一些參數衡量粗糙度如Ra;表面取樣長度內基準線上所有距離絕對值的算術平均值;一般0.2-0.4μm.Rt;表面取樣長度內最高峰頂和最低谷度之間的距離1.5-3.0μm一般用目視法估計，較少用科學儀器檢測。粗糙度由：磨刷材料，磨料粒度，磨板時的功率等共同決定。磨板的控制PCB光成像工藝知識磨板的控制PCB光成像工藝知識五、無塵房的控制溫度濕度壓力空氣中塵粒含量光線無塵房需控制的條件PCB光成像工藝知識a.溫度過高，干膜容易融邊，而且干膜溶劑揮發影響貼膜效果。b.菲林尺寸穩定性會受溫度的影響。*溫度對黃菲林影響:(10-20)*10-6/0C例如長度為24”的菲林，溫度升高10C，長度約增加24*1000*(10~20)*10-6=0.24~0.48mil/0CHumidity55±8%Temperature21±2℃溫濕儀溫度控制PCB光成像工藝知識1.黃菲林尺寸穩定性受濕度的影響，濕度對黃菲林影響：(15~25)*10-6/%RH例如：長度為24”菲林，相對濕度增加1%RH，長度約增加：24*1000*(15-25)*10-6=0.36-0.6Mil/%RH2.干膜儲存需要控制一定的濕度Humidity55±8%Temperature21±2℃溫濕儀濕度控制PCB光成像工藝知識塵粒含量通常是指1ft3的空氣中含有0.5μm以上塵埃個數，做為表達單位，如100個以下稱class100(現公司塵量為class1萬，表示0.5μm以上塵埃個數不超過10000個或者5.0以上塵埃個數不超過70個)。[測量工具：測塵儀]壓力控制

無塵房保持正氣壓的作用是減少外界空氣進入，減少空氣中塵埃量。正壓空氣空氣空氣中塵含量控制PCB光成像工藝知識干膜，未覆制的黃菲林存放，以及及半存放品需于黃光下存放，貼膜曝光，顯影黃菲林覆制過程，也要在黃光條件下進行。CleaningRoom光線控制PCB光成像工藝知識預熱讓貼膜板有足夠熱量以輔助干膜之流動性，而更好地壓貼在粗糙銅面上。清潔在貼膜前對板面進行清潔，減少貼膜時干膜下垃圾。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、貼膜PCB光成像工藝知識a.必須遵行銅面大膜面小的原則。b.更換膠轆應留意發熱管的安裝，避免溫度不均勻。c.安裝干膜要注意上下對齊。注意貼膜崗位注意事項PCB光成像工藝知識干膜碎PCB光成像工藝知識溫度：溫度太高，干膜圖像變脆，耐電鍍力差，溫度太低，干膜未能完全軟化，流動而與銅面粘附牢固，結合力不好，干膜甩膜，滲鍍。溫度測定：測溫儀。壓力：貼膜壓力太大，貼膜容易起皺，干膜蓋孔容易破，壓力太小，貼膜不牢。貼膜參數控制PCB光成像工藝知識a.貼膜后需要靜置15分鐘以上才能曝光讓已貼膜板冷卻到無塵房控制溫度范圍，避免熱板使菲林變形。b.貼膜板靜置冷卻可使干膜完全與板面貼合，而且完全硬化。貼膜后靜置時間PCB光成像工藝知識壓膜時間溫度壓力影響貼膜效果的主要因素PCB光成像工藝知識a.貼膜壓力是壓膜滾輪施于干膜上的實際壓力(生產時是用氣壓表上力作參考)b.影響條件:氣缸氣壓,壓膜滾輪與基板形成壓痕的長度和寬度。*“壓痕”的形狀受氣缸氣壓、滾輪直徑、包膠厚度、滾輪表面包膠硬度等因素影響。c.測試：用測壓紙測試。影響貼膜效果的主要因素——壓力PCB光成像工藝知識a.貼膜溫度是指干膜與板面銅箔介面的實際溫度，(生產上常以壓轆溫度作參考)。b.貼膜溫度決定于壓轆與干膜接觸時間，(貼膜時間)。

c.壓轆溫度預熱溫度介于壓轆和光阻銅箔介面的熱導系數。影響貼膜效果的主要因素——溫度PCB光成像工藝知識a.壓膜時間是指滾輪與干膜接觸點的時間。b.壓膜時間由貼膜壓力(實際是壓痕寬度)與傳送速度決定。附表(生產時以傳送速度作為參考)影響貼膜效果的主要因素——壓膜時間PCB光成像工藝知識貼膜轆對貼膜效果的影響PCB光成像工藝知識貼膜轆對良率的影響PCB光成像工藝知識曝光是指UV光線穿過菲林及保護膜，而到達感光膜體上，使進行一連串的光聚合反應，形成不溶于顯影液聚合物。流程圖顯影單體發生光聚反應形成聚合體單體吸收自由基出現自由基啟始劑裂解紫外光照射四、曝光PCB光成像工藝知識聚合過程PCB光成像工藝知識光源PCB光成像工藝知識點光源點光源PCB光成像工藝知識ORC手動曝光機1、由于曝光框架兩層各為麥拉層和玻璃層，因此上下曝光的能量各不相同。2、設備通過對燈罩的開合控制曝光時間的多少。3、燈罩有冷卻水，冷卻水在保養時需要更換。4、離子罐需要檢查，無吸附能力時，需要更換。5、反光罩對能量的均勻性有比較大影響，通常通過調整反光罩的位置來調整能量均勻性。PCB光成像工藝知識平行光源平行光源就是將由點光源發出的光經過拋物面反射通過移動反射鏡來達到上下兩面的先后曝光。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“相同”的尺寸圖形（顯影后），得到較理想的圖形。PCB光成像工藝知識平行光源1、平行光機保養時，清潔反光罩上面的灰塵，通常使用撣子撣落灰塵，再用吸塵器吸附。2、檢查過濾器有無堵塞。PCB光成像工藝知識不同的干膜根據其特性不同所需曝光能量不同，曝光能量的測量可以用能量表或曝光尺。曝光尺有21級、17級、25級曝光尺，常用的是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3.05。做曝光尺應注意，不同的干膜有不同能量。曝光尺不同的干膜在相同能量下曝光尺的級數不同，因此做曝光尺時應擇與生產相同的干膜。注意曝光能量PCB光成像工藝知識曝光能量太高，會導致線幼，干膜變脆。曝光能量太低，單體聚合不完全，干膜蓋孔能力變差，顯影后色澤暗淡，線路不清晰。曝光能量的影響PCB光成像工藝知識曝光能量=燈管強度X曝光時間曝光能量是什么？PCB光成像工藝知識燈管強度高燈管強度低燈管強度PCB光成像工藝知識1、燈源太臟——清潔2、反光照太臟——清潔3、燈管使用壽命已到——更換燈管強度減弱的原因PCB光成像工藝知識曝光能量與反應的關系PCB光成像工藝知識曝光尺確定能量PCB光成像工藝知識PCB光成像工藝知識

將菲林與板之間的空氣排出，避免菲林與板之間存在氣泡，而導致光線折射，使圖像失真。目的a.真空框的密封性b.抽真時間c.真空泵工作收況d.擦真空好壞決定效果的決定因素抽真空及趕氣PCB光成像工藝知識1、剛剛合上框架，抽真空時，趕氣力度不可過大。以免菲林與偏移2、厚板由于麥拉膜的真空時的變形會引起菲林的移動，所以單面曝光較合適趕氣與偏位PCB光成像工藝知識牛頓環判斷真空效果(有牛頓環出現，且不移動）1、牛頓環出現，當不再移動，表示氣體已經不在流動且接近真空。2、在光面與光面接觸的地方容易形成并發現。PCB光成像工藝知識真空不良導致的曝光不良PCB光成像工藝知識導氣條太厚PCB光成像工藝知識導氣條太薄PCB光成像工藝知識導氣條合適PCB光成像工藝知識菲林定位圖示PCB光成像工藝知識菲林定位改善1、板面質量：1）減少板邊雜質顆粒，減少搬運過程。2）減少貼膜后的膜碎2、菲林檢查：1）菲林上到玻璃臺面前，檢查清潔臺面菲林。2）上菲林之后，檢查菲林與臺面之間。3）曝光過程當中，抽真空的影響，灰塵會移動到各處。PCB光成像工藝知識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。曝光后靜置PCB光成像工藝知識LDI光學系統PCB光成像工藝知識LDI光學系統PCB光成像工藝知識LDI定位原理VacuumTablePCBPanelOpticalRegistrationHolesPCB光成像工藝知識LDI特點1.不需要繪制菲林2.對位精度高3.不容易產生固定位缺陷4.批量板生產速度慢5.尺寸不能大于24“6.厚度不能超過5mmPCB光成像工藝知識正片：所見即所得負片：所見非所得正負片PCB光成像工藝知識正片：所見即所得負片：所見非所得PCB光成像工藝知識正負片的定義:正片：(所見即所得）線路區域為阻光區（無論是黑色阻光或是棕色阻光）負片：(所見非所得）線路區域為透光區PCB光成像工藝知識顯影就是感光膜中曝光部分的活性基團Na2CO3溶液反應生成可溶性物質而溶解。已曝光部分由于發生光聚反應生成大分子聚合物，它不溶于K2CO3溶液而保留在銅面上。定義反應原理Na2CO3=2Na++CO32-H2O+CO32-=OH-+HCO3-

RCOOH+K++OH-=RCOOK+H2O羧基與K+作用生成可溶于水的鉀鹽。五、顯影PCB光成像工藝知識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計新藥水補充過濾系統水洗效果PCB光成像工藝知識藥水補充由于顯影液中有效成分不停消耗，而且顯影液中廢膜量不斷增加。因此必須采用自動補料，自動排放系統，以穩定顯影液正常濃度，同時限制溶于顯影液中的廢膜量。控制條件相關內容介紹PCB光成像工藝知識補充流量計算由于Na2CO3顯影液中有一定的使用壽命，因此必須按要求補充足夠的新藥水。1L的1.0%Na2CO3一般可以溶解1-2FT2干膜，不同的干膜具體溶膜量不同。

例如：某種干膜1L的1.0%Na2CO3可以溶解1.5FT2干膜.1小時生產700FT2板，板的銅面積按60%計算，補充流量應為：700*2*60%1.5*60=9.33L/min控制條件相關內容介紹PCB光成像工藝知識顯影點的控制顯影點是指板從進入顯影缸，到剛好沖影干凈位置的距離與總顯影缸的長度的百分比XY*100%XY控制條件相關內容介紹PCB光成像工藝知識顯影點的控制顯影點同樣可以用時間來計算，干膜剛好顯影干凈的時間為t1，板在顯影缸總運行時間為t2t1/t2*100%為顯影點顯影點不但可以綜合的反映溫度，濃度，壓力速度條件，而且還能反映噴嘴排列安裝情況。控制顯影過度：線路狗牙，干膜色澤暗淡，抗電鍍能力減弱顯影不足：出現殘膠控制條件相關內容介紹PCB光成像工藝知識水洗顯影完成后必須立即進行水洗，除盡干膜及銅面的殘留顯影液，避免線邊干膜遭到攻擊而造成線邊殘銅，水洗同樣能沖洗掉板面留下的干膜碎片及其他污物。水洗效果受水洗段長度，噴嘴構造，噴淋壓力影響。控制條件相關內容介紹PCB光成像工藝知識DES化學方程式2Cu+3NaCLO3+6HCL=2CuCL2+3NaCL+3H2OCL離子(化合價+5-2)Cu(化合價0+2)六、蝕刻PCB光成像工藝知識蝕