PCB制程教育训练内层湿膜

1、PCB制程教育训练内层湿膜1 內層濕膜製程教育訓練 PCB制程教育训练内层湿膜2 製程簡介 一. 前處理 酸洗 微蝕 烘乾 二. 塗佈 滾輪塗佈 IR/熱風烘乾 三. 曝光 自動曝光機 手動曝光機 四.後處理 顯影 蝕刻 去膜 PCB制程教育训练内层湿膜3 1-1. 前處理簡介 酸洗(硫酸) 目的:去除板面氧化物及油污 微蝕(1.硫酸,雙氧水,安定劑,硫酸銅回收機) (2. 過硫酸鈉SPS,硫酸) 目的:對銅面造成約20-50 u深度之均勻 蝕刻 烘乾 目的:去除板面水痕將板面烘乾 PCB制程教育训练内层湿膜4 1-2. 前處理重點 1.微蝕速率確認(20-50 u) 微蝕速率 1:取二片10

2、CM x10CM之基板走微蝕並烘乾以微秤計秤重得W1 2:同上二片基板再走微蝕並烘乾以微秤計秤重得W2 3:(W1-W2)*213=微蝕速率(u) 2.水破測試(30 sec) 測試前處理後板面清潔程度。板子從水中拿起需保持完整的水膜30 sec 3.板面無水痕 目視檢查上下板面不可有水痕殘留 4.粗糙度 Ra:0.20.4um 波峰與波谷平均值 Rz:23um 波峰谷最大值-最小值 Wt: 4um 最大波峰-最小波谷 PCB制程教育训练内层湿膜5 1-3:前處理微蝕特性表(硫酸,雙氧水系列) 槽內反應 H2SO4 + H2O2 + Cu CuSO4 + 2H2O H2SO4 + CuCuSO

3、4 H2O2 H2O + O2 CFR內反應 CuSO4 + 5H2O CuSO45H2O PCB制程教育训练内层湿膜6 二.塗佈 滾輪塗佈 1.水平塗佈:Burkle,Systronic,液控,志聖 塗佈輪型式 : V型溝槽 , 4656 TPI 2.垂直塗佈:Furnace,群翌 塗佈輪型式 : 380420 pitch 烘箱 Burkle:第一段為IR加熱風,其它為熱風 Systronic:熱風 Furnace,群翌:熱風 PCB制程教育训练内层湿膜7 P1 A1 P2 A2 A2 塗佈輪 金屬輪 油墨 PCB制程教育训练内层湿膜8 塗佈著膜原理 油膜 塗佈輪 內層板 塗佈量 PCB制程

4、教育训练内层湿膜9 熱風2熱風1(IR)VW2Cooling 水平塗佈熱風烘箱 出料 熱風3熱風4 Monomer C C 75C for 40 sec monomer C=O O OH PCB制程教育训练内层湿膜10 塗佈重點 1.油墨黏度量測(5080 sec by Zech cup 5) 2.烘箱溫度量測設定(75100 C 40 sec以上) 3.膜厚量測(0.45 0.05mil) 4.膜硬度(小 6b-5b-4b-3b-2b-1b-hb-f-h-2h-3h-4h-5h-6h-7h 大) 5.疊板測試(塗佈後12HR) 6.塗佈品質確認 4. PCB制程教育训练内层湿膜11 麥特油墨

5、黏度檢測步驟麥特油墨黏度檢測步驟 使用使用儀器儀器： 黏度杯 Zahn #5EZ , 碼錶 量測步驟量測步驟： 1.將油墨樣品倒入玻璃燒杯，其深度須可讓黏度杯完全浸入其中。 2.將樣品平衡於 25之水浴至少 30 分鐘。 3.從水浴移出樣品，並確定光源位於左上方，如此較能確保量測之 準確度。 4.將黏度杯 Zahn#5EZ 完全浸入樣品中。 5.在把黏度杯移出樣品中的瞬間即啟動碼錶。 6.藉著光源於黏度杯裡的右側表面可看到反射光環當此環與底部 之油墨流出孔重疊即停止碼錶，此即為所偵測之黏度秒數。 7. 重覆 46 之步驟三次，並求其平均值。 PCB制程教育训练内层湿膜12 PCB制程教育训练内

6、层湿膜13 三. 曝光 自動曝光 Automatic非平行光自動曝光機 靠邊定位 半自動對位系統 計時方式曝光 1.非平行光:光源以反映原理,直接將 散射光束反射於工作檯面上 2.曝光能量=曝光強度 x 時間 PCB制程教育训练内层湿膜14 Exposure Stouffer Step : 21 Scale Step Energy 5 69 / 1.44 = 48 mJ 6 100 / 1.44 = 69 mJ 7(base) 100 mJ 8 100 * 1.44 = 144 mJ 9 144 * 1.44 = 207 mJ PCB制程教育训练内层湿膜15 UV 感光聚合過程 起始反應 I

7、(initiation) UV R(活性自由基) + other 聚合反應 R + M(monomer) M + other M + M P (polymer) P + M P-M 終止反應 P-M1-M2 + P-M3-M4 P-M1-M2-M3- M4-P PCB制程教育训练内层湿膜16 壓克力單體及其共聚物 CH3 H ( C C ) n ( C C ) n ( C C ) n H C=O C=O C=O O OH O CH2 CH3 CH3 PCB制程教育训练内层湿膜17 雜質 雜質 雜質 雜質 平行光與非平行光於乾膜與油膜的差異 平行光非平行光 油膜 乾膜 MylarMyla r P

8、CB制程教育训练内层湿膜18 曝光重點 1.曝光強度均勻性確認與調整 (1-平均值/最大值)x100% 需13% (1-最小值/平均值)x100% 需 13% 2.玻璃平行度確認與調整 以水滴測試玻璃平行度 3.曝光機潔淨度確認(光點測試) 4.曝光格數 57格 (21格能量片) 5.曝光後疊板測試 PCB制程教育训练内层湿膜19 四.後處理 顯影 碳酸鈉,碳酸鉀 蝕刻 氯化銅 - 鹽酸-雙氧水 去膜 氫氧化鈉 PCB制程教育训练内层湿膜20 顯影原理 利用顯影液之含弱鹼性分子與阻劑的含酸分子, 進行酸鹼中和反應,阻劑經UV光照射後形成光聚 合反應不再與鹼性物質發生反應,得以保留在板 面上,此

9、即顯影 顯影重點 1.顯影均勻性及顯影點測試 2.顯影新液添加量及pH值量測 3.消泡劑添加方式 PCB制程教育训练内层湿膜21 顯影新液添加量計算方式 1.MT1407油墨 最大loading量:2.5mil-ft2 /L 2.膜厚:0.45mil 3.板面積:(18 x24)/144 =3 ft23ft2 x 2=6ft2 (雙面) 4.顯影面積比率:40% 5.每片 18 x 24板顯影溶墨量 0.45mil x6 ft2 x 40%=1.08mil-ft2 6.每片 18 x 24板需求Na2CO3量 (1.08mil-ft2 /2.5mil-ft2)x1000ml=432ml PCB

10、制程教育训练内层湿膜22 蝕刻反應 Cu+CuCl2 2CuCl 再生反應 2CuCl+2HCl+H2O2 2CuCl2+2H2O CuCl+HCl HCuCl2 2HCuCl2 +H2O2 2CuCl2+2H2O 反應環境 :HCl酸質控制 23N 蝕刻特性表 PCB制程教育训练内层湿膜23 蝕刻重點 1.蝕刻均勻性及蝕刻點測試 動態蝕刻點 靜態蝕刻點 2.蝕刻因子 Etch factor = 面銅高度 /單邊側蝕寬度 PCB制程教育训练内层湿膜24 蝕刻進行方式 第一階段第二階段第三階段 PCB制程教育训练内层湿膜25 Etch Speed and Etch factor Epoxy/Gl

11、ass underetc h perfect speed overetch a b Etch factor = a / b PCB制程教育训练内层湿膜26 去膜原理 利用去膜液之含強鹼性分子與阻劑的含酸分子, 進行酸鹼中和反應,打斷聚合後的分子鍵使其 剝落,此即去膜 去膜重點 1.剝膜點確認 2.消泡劑添加 PCB制程教育训练内层湿膜27 Stripping COOHCOOHCOO- Na+COO- Na+ Na + Na+ Adhesion Breaks Copper Surface K+ or Na+ PCB制程教育训练内层湿膜28 油墨主要成份 1.連結劑(Binder):高分子連結劑是

12、油墨構成之骨幹使各成份能結合在一起 2.單體(Monomer):在自由基之激發下產生聚合反應,為亞克力樹脂之主成份 3.感光啟始劑(Photoinitiator):在350450nm之UV光曝光下產生自由基再 引發聚合反應 8.熱抑制劑(Thermal Inhibitors) 5.色料(Dye):便於曝光前後識別 4.粘著促進劑(Adhesion Promoter):使油墨與銅面之間具有更強的附著力 6.溶劑(Solvent):溶解油墨成份及控制油墨黏度 7.流性改質劑(Flow Modifier) PCB制程教育训练内层湿膜29 PCB制程教育训练内层湿膜30 麥麥特特油油墨墨固固成成份份含

13、含量量檢檢測測步步驟驟 使使用用儀儀器器： 烘箱，10cm直徑之盛載盤，微量天平 量量測測步步驟驟： 1. 準確量測未加入樣品之10公分直徑盛載盤重量Wa。 2. 稱接近2公克之油墨樣品並滴於盛載盤，量測其重量Wb。 3. 儘可能把油墨樣品於盛載盤表面完全舖平。 4. 將含樣品之盛載盤置入100的烘箱至少2小時並確認已完全乾燥。 5. 從烘箱移出含樣品之盛載盤置於乾燥器皿。 6. 稱其重量Wc。 計計算算公公式式： 固成份含量 = (Wc-Wa)/(Wb-Wa)x100% PCB制程教育训练内层湿膜31 塗佈製程品質要因分析圖塗佈製程品質要因分析圖 底片對位需良好 無共同性缺點 膜面無刮傷 收

14、板需防止刮傷 良好品質良好品質 前處理 塗佈 放板 DES 曝光 微蝕速率在管控規格 ; 板面無水痕 水膜測試合格 微蝕槽濃度在規範內 傳動滾輪液切無結晶 滾輪吸水海綿無油污 板面無水痕 膜厚需足夠 塗膜後無雜質小白點 曝光格數需在範圍 內 底片吸真空需足夠 板面無雜質小白點 板面無刮傷膜剝離 確認板子無曝偏及雙面皆曝光 顯影新液添加足夠顯影點在規範內 顯影槽,蝕刻槽濃度在管控規格 滾輪葉片液切無沾膜 從顯影至蝕刻傳動無跳動或不動 線寬線距於規格內 PCB制程教育训练内层湿膜32 無塵室注意事項 1. 無塵室為內層品質管控的最重要素,因此無塵室內對於機 台及人員作業的限制也相對較多,僅提供以下無塵室標準 規範供參考 2. 無塵室溫度控制於 202C, 溼度控制於 555% 3. 每天記錄無塵室中溫濕度,進氣溫濕度 4. 10000 級之無塵室落塵需控制在 ; 落塵顆粒直徑 0.5um10000 顆/ ft 3 , 5um70 顆/ ft3 5. 每週須更換無塵室空調進氣口之濾網,空調房內的初級濾 袋,濾網,及無塵室內的 HEPA 定期更換 6. 無塵室需維持正壓狀態 PCB制程教育训练内层湿膜33 D. E. S 注意事項 1.檢查顯影及水洗段濾心是否阻塞. 2. 顯影後水洗需使用硬水, 硬度以