内层显象的制程概论及原理.ppt

1、内层显象、蚀刻、剥膜 的 制程概论及原理,操作参数 显象液： 1.00.2wt% Na2CO3(碳酸钠)溶液 显象温度： 302 显象时间： 4550sec 显象喷压：1.02.0/ 以上操作参数会因客户使用之干膜品牌、种类与厚度的不同而有些许差异。（目前内层蚀刻使用之干膜其厚度约1.2mil,外层碱性蚀刻与电镀、盖孔使用之干膜其厚度约1.5or2.0mil）,（2）PCB业者常用显象点（Break Point)的位置来控制正 确的显象度.一般干膜显象点均控制在显象槽全长(有效长度)之50%75%之间.,(3)当长期使用硬水或不当消泡剂后,易在槽壁和管路上生成难溶性的碳酸镁或碳酸钙等盐类结晶与

2、沉淀物,因造成喷嘴阻塞,故须定期清槽.当结晶沉淀严重时,可购买专密的清洁剂来清洗桶槽与管路.(最好能以纯水或软水配制显象液) (4)由于显象液内干膜负荷与PH值呈线性关系,为了控制显象品质,通常会在显象槽中加装PH控制器,以添加新鲜的显象液来维持PH值的稳定,如此便可以达到一致的显象速度.由于PH sensor长期浸泡在显象液中,易有干膜沉淀物或盐类结晶附着其上,须特别注意PH sensor的定期清洗与校正.,(9)显象点的控制由于显象速度受到许多因素影响,例如:浓度,负荷量,压力,温度等.因此业者常用显象点的位置来控制正确的显象速度.显象点太前面,可能造成过度显象;显象点太后面,可能造成显象

3、不洁.良好均匀度的机械设备及较稳定的制程控制,可以将显象点控制于较后面.,显象点(Break Point) 板子在显象过程中,未曝光聚合之干膜被显象液冲洗掉而显露出铜面时的位置,称为显象点.其所历经的冲洗路程,以占显象机有效长度的5075%为宜,如此可在剩下的旅途中加强清除残膜的效果.,显象点测试,STEP1:测试板准备 准备Panel Size与线上生产板相同的裸铜板测试. 测试板的数量应足够供给34次测试之用,以利测试与调整. (显象机全长除以每片板子的板长,再乘以34倍) STEP2:干膜贴合或液态感光阻剂,液态感光绿漆涂布(双面) 全面测试时,测试板不可经过曝光(液态光阻须预烤,但不可

4、曝光硬化),因曝光聚合的光阻无法显象. 线路测试时,可用生产底片对测试板进行曝光,但此做法其显象点较不易判断. STEP3:显象机操作参数确认 1% Na2CO3显象液 302 喷压1.02.0/ 以“手动”模式启动显象机.,STEP4:开始测试 (干膜贴合板须先将Mylar撕下)将测试板一片接着一片投入显象机,板与板之间不留间隙. 当第一片板子前端抵达显象机出料端时,将显象机之喷洒泵浦,摆动关闭,但不停止传动输送.使板子仍旧依序水洗,送出. 将取出的板子依度排列,检视其上光阻剂的显象情形,可见到如下图形:,STEP5:计算显象点位置,由显象机出料端往前计算L处,即为显象点位置. 显象点(1%

5、)=（显象机全长-L）显象机全长100% 调整喷压,显象液浓度,操作温度,产速等操作参数,将显象点位置控制在5075%之间. 下面的测试调整方式与上面相同,须注意两面显象点位置不可差距太大.,蚀刻(Etch),操作参数 蚀刻液:氯化铜(CuCl2)溶液 盐酸(HCl) 双氧水 (H2O2) 蚀刻温度:502 蚀刻时间:90sec(loz.铜箔蚀刻) 蚀刻喷压:1.03.0/(分敬独立可调) 以上操作参数会因客户使用之干膜品牌,种类与厚度及基板型式的不同而有些许差异.,目的/功能,以酸性蚀刻液(氯化铜或氯化铁系)将铜箔基板上未覆盖蚀刻阻剂之铜面全部溶蚀掉,仅剩被硬化的油墨或感光阻剂保护的铜线路.

6、 反应 a.蚀刻 Cu+ CuCl2 2CuCl b.再生 2CuCl+2 HCL+ H2O2 2CuCl+2 H2O2 籍由盐酸(HCL)及双氧水(H2O2)的添加,将氯化铜(CuCl)再生为氯化铜(CuCl2),使蚀铜反应能持续反覆地进行.,注意事项,(1)当双氧水(H2O2 )添加过量或双氧水与盐酸添加口过于接近时,双氧水将会与盐酸反应生成氯气(Cl2),氯气为浅黄录色气体,有毒且对人体呼吸器官有强烈刺激性;另外也会引起蚀刻机的操作及板子上对酸油墨的溶解等困扰,故须加以适当控制.(双氧水与盐酸添加口须保持一定距离(1M以上),且注意应分散添加.),(2)AQUA控制器之操作设定:,比重

7、S.G.=1.261.30(建议设定值为1.28) 盐酸 HCL=2.503.50M/L(建议设定值为3.00 M/L 双氧水H2O2 =18.025.0Cap.(建议设定值为20.0Cap) 温度TEMP=4045(建议设定值: 比槽中所欲控制温度低5) 以上设定数值为一般的操作条件,使用不同配方的蚀铜液或因应不同的生产需求时,控制的操作条件亦会随之改变.,蚀刻品质的控制:Undercut与Etch Factor,蚀铜除了要做正面向下的溶蚀之处,蚀液也会攻击线路两侧无保护的铜面,称之为侧蚀(Undercut),因而造成如香菇般的蚀刻缺陷.而Etch Factor一词以IPC的说法是“正蚀深度

8、与侧蚀凹度之比值”,故知蚀刻因子越大品质越好, Etch Factor为品质的一种指标.(欧洲对Etch Factor的定义恰好好与IPC相反),(4)水池效应,当板子在水平输送中进行上下喷洒蚀刻之动作时,朝上的板面会积存蚀刻液而形成一层水膜,妨碍了后来所喷洒下来的新鲜蚀刻液的作用,并阻绝了空气中氧气的助力,造成蚀刻效果不足,其蚀刻速度会比朝下的一面慢一些,而因为板中央所积存的蚀刻液又比板边缘来的厚,所以板中央的蚀刻速度又比板边缘慢一些,此种水膜的负作用即称为水池效应.水池效应一般可以藉由喷管或喷嘴的摆动,喷压的调整等作法来克服.,AQUA控制器的应用,(1)控制器本体的检查-使用AQUA C

9、HECKER a.为防止误动作发生,请先将AQUA切换至测定模式. b.为避免因疏忽导致控制器损坏,最好先关闭控制器电源后,再将控制器后方所有接续至sensor的导线全数拆除. c.将AQUA CHECKER的导线依线号接上AQUA控制器. d.若AQUA控制器显示之数值如下表,则表示AQUA控制器本体正常.若AQUA控制器显示之数值超出表中所示范围,则控制器本体可能已发生故障,请洽经销商进行维修. 上表为ZERP,SPAN调整旋钮置于12点钟方向(朝上)时之值. e. AQUA CHECKER是专门用来检查控制器本身之器物，请将些检查器置放于控制器本体附近存放保管，并保存于不易生锈之场所（请

10、注意避免高温，湿气，酸气等）。,（2）比重sensor的检查及调整方法,a.将比重感应器的浮球自Sampling Tank 中取出， 使县挂线处于无负重状态（如图一）,d.重复b、c之步骤进行double check. e.检查调整完毕后，请将比重浮球放回Sampling Tank中即可， 并请小心保存标准5g砝码。,(3)HCL sensor的检查及调整方法,a.将HCL sensor 自 Sampling Tank中取出置于空气中，此时HCL测定值应显示1.800.2M/L(闪烁表示）。 b.配制标准液并将HCL sensor置于453之标准液中，此时HCL测定值应显示2.800.2M/L.若超出此范围，请调整HCL之ZERO旋钮，使测定值符合些数值即可。,剥膜,操作参数 剥膜液：2.05.0wt% NaOH(氢氧化钠)溶液 剥膜温度：4060 剥膜时间：55