曝光原理与曝光机介绍(高启清)

曝光原理與曝光機,2000/6/1,.,課程綱要,曝光原理手動線路曝光設備手動防焊曝光設備平行光系統自動曝光設備,.,線路影像移轉方式的演進,散射光曝光(5mil),平行光曝光(2mil),雷射直接成像LDI(2mil),印刷(8mil),?,.,曝光原理,.,光阻劑種類,乾膜光阻DryFilmPET+光阻+PE液態光阻LiquidFilm防焊乾膜DryFilmSolderMask液態感光防焊阻劑LiquidPhotoimageableSolderResist(LPSR),.,UV曝光原理,.,光阻作用方式,正型光阻感光分解，顯像時溶解正型光阻可製作出較細線路負型光阻感光聚合，形成高分子顯像時不會溶解有殘足問題,.,光阻感光聚合過程,自由基轉移TransferFreeRadical,聚合/交聯Polymerization/CrossLinking,PI+hPI*ITX+hITX*ITX*+PIITX+PI*Monomer&Oligomer+PI*Polymer+PI,.,曝光對乾膜結構的變化,.,曝光製程-內層,內層曝光抗蝕刻光阻塗佈壓膜DryFilmLamination滾塗RollerCoating,乾膜：壓膜曝光顯像蝕刻剝膜膜厚1.0,1.3mil，能量4560mj/cm2濕膜：塗佈預烘曝光顯像蝕刻剝膜liquidfilm1015m厚，需100120mj/cm2因無Mylar層可做較細線路，,.,曝光製程-外層,外層曝光抗電鍍光阻塗佈壓膜DryFilmLamination,乾膜：壓膜曝光顯像電鍍剝膜膜厚1.3,1.5mil,.,曝光製程-防焊,防焊曝光保護銅面塗佈網印FloodScreenPrinting簾塗CurtainCoating噴塗SprayCoating,塗佈預烤曝光顯像UV硬化後烘烤約1mil厚，能量400600mj/cm2曝光時需抽真空使底片密貼板材並隔絕氧氣使聚合反應加速完成,.,各種UV曝光燈管,Capillary:毛細燈線路曝光用/5Kw,ShortArc:汞氙短弧燈平行光曝光用/3.5,5,8Kw,LongArc:水銀燈/金屬鹵化物燈防焊曝光用/7,8,9,10Kw,.,各種UV燈管光譜分佈比較,水銀燈,金屬鹵化物燈,毛細燈,汞氙燈,光阻聚合365nm,.,線路曝光作業的考量因素,作業要求底片尺寸穩定提高光阻與銅面附著力曝光顯像後光阻側壁垂直且殘足短光阻種類乾膜(壓膜機)濕膜(滾塗/浸塗),達到最佳光阻解析能力曝光能量時，解析度曝光能量時，聚合效果及抗化性達到光阻最佳工作區間準確的能量控制OffContact時，解析度提高底片與板面真空密貼程度,利用UV聚合作用將線路內容精確移轉至光阻上,.,乾膜壓膜設備的考量因素,預熱加熱銅面而非底材熱壓輪溫度加熱均勻性溫度補充特性熱壓輪壓力熱壓輪壓力均勻性,穩定速度控制更細線路更薄光阻(0.6mil乾膜)膜皺、膜屑防止薄板壓膜適用性設備產塵量控制,最佳的貼合效果溫度、壓力及速度的配合,.,能量對光阻聚合影響,.,曝光能量與最佳解析度關係,以乾膜曝光而言，為得到最佳乾膜解析能力，曝光能量有10%的容許區間，這也是對能量均勻度的要求,.,UV曝光測量單位,UV強度(照度)單位watt/cm2,milli-watt/cm2Intensity(Irradiance)製程所需UV強度常不明確UV能量(劑量)單位joule/cm2,milli-joule/cm2Energy(Dose)所接受能量與時間有關在1mw/cm2下照射1秒=1mj/cm2強度對時間曲線下面積是一般常給的操作參數,.,各種UV曝光量表,IL1400UVA單一波長測量強度/能量,EITUVIRadUVA(365)波長測量能量ORC351UVA單一波長測量強度/能量,.,曝光格數片,格數片原理測量曝光量的多少，了解光阻聚合能力受影響程度因格數片上每一格的光密度不同，曝光時透光量每格不同，第一格光密度最低透光量最多使光阻感光最足，每增一格，固定增加一定比例的光密度以Riston17為例，每格增加12%光密度。,常見格數片DupontRiston17格、Riston25格Stouffer21格、Stouffer41格Kodak(No.2)21格HitachiPhotec21格,.,吸真空對曝光影響,OffContactExposure只有平行光可用SoftContactExposure底片與板面密貼但不吸真空，平行光可用。HardContactExposure底片與板面密貼且吸真空，散射光一定要用,.,手動曝光設備,.,手動散射光曝光機,.,線路曝光機UVE-5K,5KW毛細燈有效範圍:740 x610均勻度:85%Mylar對玻璃雙檯框人機界面操作檯框獨立能量控制故障點顯示檯面自動電磁鎖真空度不足時不曝光,.,5KW曝光機燈管水套結構,.,5KW曝光機定期保養項目,.,防焊曝光機UVE-7K,7KW金屬鹵化物燈有效範圍:810 x610均勻度:85%Mylar對玻璃雙檯框人機界面操作檯框獨立能量控制故障點顯示檯面自動電磁鎖真空度不足時不曝光,.,7KW曝光機燈管水套結構,.,7KW曝光機定期保養項目,.,手動曝光機操作畫面,.,平行光系統,.,散射光對曝光影響,.,平行半角與斜射角,.,平行光曝光系統,平行光源:5KW汞氙短弧燈平行半角(CHA):1.5斜射角(DA)1,.,平行光曝光燈源-汞氙短弧燈,Gline:436nmHline:405nmIline:365nm,光阻聚合365nm,.,平行光曝光機的考量因素,平行光曝光半角、斜射角強度均勻度能量控制薄板傳送對位精度吸真空,底片漲縮溫度控制濕度控制金屬、玻璃底片無塵控制Class1000Class100正壓設計靜電消除,.,志聖平行光曝光機,半自動型UVE-5KC,自動CCD對位型UVOA-5KD,自動內層型UVIA-5KD,.,自動曝光設備,.,自動曝光機架構-內層曝光,曝光系統雙面曝光水平曝光散射光-平行光曝光檯框種類上下框可掀式框玻璃框單燈-雙燈,底片對位系統內層雙面底片對底片對位方式曝光區內對位底片安裝方式檯面底片吸真空對位機構X-Y-Y,X-Y-製程板傳送系統進料靠邊移載,.,自動曝光機架構-外層曝光,曝光系統單面曝光-雙面曝光水平曝光-垂直曝光散射光-平行光曝光檯框種類上下框-單面框玻璃框-壓克力框單燈-雙燈製程板傳送系統進料靠邊-定中心製程板移載底片框移載,底片對位系統外層底片對製程板對位方式雙面對位-單面對位曝光區外-曝光區內底片安裝方式檯面底片吸真空檯面底片貼膠帶對位機構CCD個數對位靶孔,.,自動曝光機架構-防焊曝光,曝光系統單面曝光-雙面曝光水平曝光散射光曝光檯框種類上下框-單面框玻璃框-壓克力框雙燈製程板傳送系統進料靠邊-定中心製程板移載,底片對位系統防焊底片對製程板對位方式雙面對位-單面對位曝光區外-曝光區內底片安裝方式對位機構CCD個數對位靶孔-對位Pad,.,自動曝光機架構-通用項目,傳動系統伺服馬達傳動薄板傳送環境控制溫度濕度無塵度,控制系統機台動作-PLC自動對位-PC,Module操作介面-人機,電腦,.,自動對位機構及CCD靶標,.,外層自動曝光機UVOA-5KD,5KW短弧燈/雙燈有效範圍:24“x21”/610 x5