干膜培训教材

1、外层图形转移工艺培训教材 高玉枝1. 目的：通过干膜这种特殊感光材料，利用贴膜机贴到光铜板面上，然后用所需要的线路菲林通过对位、紫外线曝光、显影等流程使菲林上的线路图形转移到铜面上，该图形可以通过电镀加厚线路和孔壁铜以满足客户的要求，也可以采用掩孔工艺法直接蚀刻出线路图形。2工艺流程前处理 贴 膜 曝 光 显 影 2.1 前处理流程：上板酸洗水洗去毛刺磨板火山灰磨板水洗烘干² 板件要经过酸洗（5%H2SO4），主要作用是清洗油脂，手迹，轻微的氧化物等。如果厚板在平板电镀时烘的不干，会造成孔内轻微氧化，经过干膜、电镀、蚀刻后就会有孔内点状蚀不净的缺点，我们可以适当提高酸洗段的浓度改善这

2、种由于孔内氧化而导致的点状蚀不净的缺点。² 经过酸洗后，需要用水清洗，将板面上残留的硫酸和溶解下的油迹清洗干净。² 去毛刺磨板和沉铜前磨板一样，有针刷磨板和不织布磨板，但是使用的针刷和不织布的型号有一点不同，干膜前是针刷320目，不织布500目。针刷主要打磨对板面，而不织布刷则对孔口的磨损比较大。所以我们规定返工的板件不能开去毛刺磨板。磨刷压力为1525，最佳值为20，但是对于板面有明显不平整，如有凹点、擦花时会考虑将针刷的压力调整到20-25。压力过大磨板过度导致无铜压力合适磨板后OK² 干膜前火山灰磨板采用4F火山灰，它作用是对平板电镀后铜面进行粗化处理，使铜

3、面得到微观粗化以达到增加干膜与板面的结合力，防止后工序出现渗镀短路等品质问题。² 控制参数：磨刷压力（1525）、火山灰浓度（1220）磨痕（915mm）、水破时间（30s）即磨完板后浸入水中拿出斜放45°位置看水膜在板面保持完整情况如果30秒钟不破为合格。² 磨板速度：根据板线路要求。板件类型磨板速度自动贴膜速度手动贴膜速度线宽<5.0mil及有埋盲孔的板件（A类）1.8±0.1m/min1.8±0.1m/min0.8-1.2 m/min线宽5.0-7.0mil的板件（B类）2.1±0.1m/min2.1±0.1m/

4、min1.2-1.5 m/min线宽7.0mil的板件（C类）要求控制在2.4±0.1m/min2.4±0.1m/min1.5-2.0 m/min2.2 贴膜² 2.2.1干膜的介绍干膜根据根据显影和去膜的方法可把干膜分为三种类型一 溶剂型；二 水溶型；三 干显影或剥离型。目前水溶型成为干膜应用的主体，我们公司采用的是水溶型。 保 护 膜（PE） 光致抗蚀膜 载膜（聚酯薄膜）图1.A 干膜的组成干膜是由聚酯薄膜（Polyester），光致抗蚀剂膜(Photoresist coating)及聚乙烯(Polyethylene; PE）保护膜三部分组成，见图1。 聚酯薄

5、膜是支撑感光胶层的载体，使之涂布成膜。聚酯薄膜在曝光之后显影之前除去，防止曝光时氧气向抗蚀剂层扩散，破坏游离基，引起感光度下降。 聚乙烯膜是覆盖在感光胶层上的保护膜，防止灰尘等污物粘污干膜，避免在卷膜时，每层抗蚀剂膜之间相互粘连。聚乙烯膜一般厚度为25m左右。 光致抗蚀剂膜为干膜的主体，多为负性感光材料，主要由粘结剂（Blinder）、光聚合单体(Monomer)、光引发剂(Photoinitiator)、增塑剂(Plasticizers)、增粘剂（Adhesion Promoter）及染料(Dye)等组成。其厚度视其用途不同，有若干种规格，最薄的可以是十几个微米，最厚的可达100m。一般图形

6、电镀用膜 40m ， 掩孔法用膜 50m 。B 干膜的作业的环境要求一：为了避免干膜在正式曝光前先感光，要求干膜作业环境为黄色照明，黄光波长必须在500nm，这是因为比500nm短的光源中含有紫外线而导致干膜局部感光，一般在日光灯外加装黄色灯罩即可使用。二：在10K级以上的无尘室中作业。（10K 级，即每平方尺的空气中所含有大于0.5微米的尘粒不能超过10K个），无尘室控制的三个要点：防止外界尘埃的进入、避免内部产生及清除内部已有的尘埃。所以必须遵循以下几方面：（1）进入洁净房的物品越少越好，必须进入的物料必须经过除尘作用。（2）进入洁净房的人数要控制，人员必须穿防尘服，头发到脚必须穿戴好，不

7、能露出。进入需风淋15S，进门只限一人，出门可以两人一起出，风淋门不能对开。（3）带入洁净房的工具不能带毛织，尘埃要通过吸尘或贴除方式除去。（4）操作人员手指甲修短，不能佩带戒指、手表等装饰品以防擦伤板面和菲林片，做好个人卫生。三：环境温度应控制在 23°±3，相对湿度应保持55RH-65左右。 其主要作业步骤如下： 贴膜停置曝光停置显影。² 2.2.2 贴膜流程：除尘预热贴膜收板A 除尘：我司采用Qui-clean Blow（简称QCB）除尘机，主要是空气通过过滤后经风机吹到板面和除尘辊与板面接触达到一个除尘的效果。除尘的效果会直接影响到板件的质量，所以对除尘机

8、的定期保养清洁则是非常重要。进风除尘辊除尘辊QCB除尘机 QCB除尘机 B预热：由于只有在一定的温度下干膜和板件才会很好的结合，预热就是为贴膜做准备。目前设定为预热温度为90100，可以根据贴膜前进板温度测量适当的调整预热温度。C. 贴膜：贴膜机由收集聚烯类隔层的卷轮，干膜主轮，热压轮，抽风设备等四主要部份，进行连续作业。干膜主轮收集聚烯类隔层的卷轮抽风热压辊 D 贴膜条件：贴膜时要掌握好的三个要素为：压力、温度、传送速度。² 压力：首先要将上下两热压辊调至轴向平行，然后来用逐渐加大压力的办法进行压力调整，根据板厚度调至使干膜易贴、贴牢、不出皱折。一般压力调整好后就可固定使用，不需经

9、常调整，一般压力4.0-5.0bar：增大压力会有利于干膜与板面的结合，增强干膜的附着力。但是压力增大会缩短热压辊的寿命。目前我们使用Hakutto贴膜机压力最高只能达到5.0bar，超过这个压力就会严重影响热压辊的寿命。² 温度：根据干膜的类型、性能、环境温度和湿度的不同而略有不同。膜涂布的较干、环境温度低、湿度小时，贴膜温度要高些，反之可低些。贴膜温度过高，干膜图像变脆，耐镀性能差，贴膜温度过低，干膜与铜表面粘附不牢，在显影或电镀过程中，膜易起翘甚至脱落。通常控制贴膜温度在115±10左右。² 贴膜速度：与贴膜温度有关，温度高，传送速度可快些，温度低则将传送速

10、度调慢。一般贴膜温度设定，贴膜速度根据板件制作的线路大小而定。通常传送速度为1.8一2.4米分。具体速度见工作指示。对于蚀刻后的返工板，由于板件面已经不平整，干膜与板件的结合力差，为了增加干膜与板件的结合力，防止蚀刻返工药水的渗透对线路攻击，需要将速度降低到1.5m/min或以下。操作的注意事项：1前板面检查，要求无氧化，无杂物，无铜瘤和板面严重刮伤或凹陷。 2热压辊面检查和清洁。要求每换干膜时都要对热压辊用酒精或异丙醇进行清洁，同时检查压辊面是否正常。 3贴膜参数的确认。4. 前处理后的板,禁止不带手套取板。5无干膜起皱,无压膜气泡。 6. 贴完膜后的板，要求待板冷却至室温方可以收板。

11、78; 2.3 曝光干膜曝光即在紫外光照射下，光引发剂吸收了光能分解成游离基，游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应，反应后形成不溶于稀碱溶液的体型大分子结构。所以曝光后的板要停留一段时间使单体聚合充分，才能在显影后取得清晰的图形。2.3.1 工作流程：检查菲林上菲林贴边条除尘上板对位曝光放置 检查菲林：为了防止菲林在光绘时有缺陷所以在做板之前需要对菲林进行检查，而且要求每做200块板后也需要检查，主要是为了防止人工操作时对菲林线路的擦花造成定位缺点。 菲林有效曝光次数最多不大于2000次。影响曝光成像质量的因素很多，除干膜光致抗蚀剂的性能外，光源的选择、曝光能量的控制和照相底片（菲林或重氮片

12、）的质量等都是影响曝光成像质量的重要因素。一、光源的选择 任何一种干膜都有其自身特有的光谱吸收曲线，而任何一种光源也都有其自身的发射光谱曲线。如果某种干膜的光谱吸收主峰能与某种光源的光谱发射主峰相重叠或大部分重叠，则两者匹配良好，曝光效果最佳。一般干膜的光谱吸收区为310440nm(毫微米)。最常用的是高压汞灯，镐灯、碘镓灯是干膜曝光较理想的光源。同时还应考虑选用功率大的光源，因为光强度大，分辨率高，而且曝光时间短，照相底片受热变形的程度也小，此外灯具设计也很重要，要尽量做到使入射光均匀性好，平行度高，以避免或减少图形曝光不均匀。二、曝光能量的控制 在曝光过程中，干膜的光聚合反应并非“一引而发

13、”或“一曝即成”，而是大体经过三个阶段。干膜中由于存在氧或其它有害杂质的阻碍，因而需要经过一个诱导的过程，在该过程内引发剂分解产生的游离基被氧和杂质所消耗，单体的聚合甚微。但当诱导期一过，单体的光聚合反应很快进行，胶膜的粘度迅速增加，接近于突变的程度，这就是光敏单体急骤消耗的阶段，这个阶段在曝光过程中所占的时间比例是很小的。当光敏单体大部分消耗完时，就进入了单体耗尽区，此时光聚合反应已经完成。正确控制曝光能量是得到优良的干膜图像非常重要的因素。当曝光不足时，由于单体聚合的不彻底，在显影过程中，膜溶涨变软，线条不清晰，色泽暗淡，甚至脱胶，在电镀前处理或电镀过程中，膜起翘、渗镀、甚至脱落。当曝光过

14、头时会造成难于显影、胶膜发脆、留下残胶等。对于不正确的曝光也将产生图像线宽的偏差，过量的曝光会使图形电镀的线条变细。三、曝光对位1)手动对位：使用重氮底版的手动目视对位曝光，重氮底版呈棕色或桔红色的半透明状态；但不透紫外光，透过重氮图像使底版的焊盘与印制板的孔重合对准，用胶带固定即可进行曝光。2)AT30对位：首先将上菲林和下菲林通过用定位孔固定，在显微镜下对准吸真空装菲林。对位顺序是下菲林不动，板件根据下菲林通过对位马达调整玻璃从而完成下菲林与板件的对位，接着板件不动，上菲林根据板件进行调整完成板件与上菲林对位过程。3）AT30的对位是遵循从中心向两边均分的原则，所以我们可以通过曝光后板件的

15、与孔的对位情况来判断菲林与板件的尺寸对应情况。项目情况描述图片备注正常菲林与板尺寸合适蓝色为焊盘，红色为孔，下同长向偏长菲林X方向比板件长两孔分别为板上最左端和最右端的孔长向偏短菲林X方向比板件短两孔分别为板上最左端和最右端的孔宽向偏长菲林Y方向比板件长两孔分别为板上最上端和最下端的孔宽向偏短菲林Y方向比板短 两孔分别为板上最上端和最下端的孔长向和宽向都不合适XY方向均偏长上排是板的右上角，下排是板的右下角四、放置：一般曝光后聚合反应还要持续一段时间，为保证工艺的稳定性，曝光后不要立即揭去聚酯膜，以使聚合反应持续进行。一般曝光以后需放置15分钟30分钟以后才显影，待显影前再揭去聚酯膜。注意事项

16、：（1） 照相底片的使用 手动曝光因仰赖人目视对位，因此重氮片是有必要的，但棕片的寿命较短，一般500片。而半自动曝光机由机器负责对位所以半自动就用黑菲林即可，寿命为2000次。 （2） 吸真空的重要性在非平行光的作业中，吸真空的程度是影响曝光质量的重大因素。因底片与膜面有间隙会扩大侧蚀。一般判断贴紧程度是从光罩上之Mylar面出现的 牛顿环(Newton Ring)的状况，以手碰触移动，若牛顿环并不会跟着移动，则表示吸真空良好。在半自动曝光机由于上下面是曝光玻璃，所以我们采用厚度和尺寸相合适的边条进行导气，来保证吸真空的效果，如果板件厚度不均的情况下，曝光玻璃的刚性就不能达到一个很好的吸真空

17、的效果。（3） 能量的设定 曝光机上有可以调动的光能量数字键，并有测光强度之装置，当设定某一光能量数字后即可做定能量之曝光，每当光源紫外灯老化而光强度衰减时，该设定系统即会自动延长时间以达到所需的光能量。一个星期对能量进行校正。对于不同的干膜对能量的要求不一，我们可以在曝光机上设置不同的能量的台面，不过台面过多也会给操作带来困难。对于日常能量的监测采用做曝光尺，通过曝光级数来判断能量的大小。² 2.4. 显影 0.6-1%NaCO3喷淋显影是把尚未发生聚合反应的区域的干膜用显影液将之冲洗掉，已感光部份则因已发生聚合反应而洗不掉。化学反应:0.6-1%NaCO3 高分子聚合物 膨胀、乳

18、化显影液喷淋的物理冲击 注意事项 A.留在铜面上成为蚀刻或电镀之阻剂膜，注意在显像前需要把表面玻璃纸（聚酯膜）撕掉。 B. 显影点 ( 从设备透明外罩看到已经完全显现出图样的该点的距离称之)，但是我们所用的ASC机器，由于机器设计的问题不能看到显影点，所以我们需要每个星期对显影点进行校正。校正值应为4060%间。C. 显像完成板子切记不可迭放，须用插架插立。3. 生产线出现的问题及解决方法名称 原因解决方法1）干膜脱落1）干膜储存时间过久，抗蚀剂中溶剂挥发。在低于270C的环境中储存干膜，储存时间不宜超过有效期。2）板面前处理效果不好，清洁处理不良，有氧化层或油污等物或微观表面粗糙度不够重新按

19、要求处理板面并检查是否有均匀水膜形成3）环境湿度太低保持环境湿度为50%PH左右4）贴膜温度过低或传送速度太快调整好贴膜温度和传送速度及提高进板温度。 2）干膜与板件表面之间出现气泡1）贴膜温度过高，抗蚀剂中的挥发万分急剧挥发，残留在聚酯膜和覆铜箔板之间，形成鼓泡。调整贴膜温度至标准范围内。2）热压辊表面不平，有凹坑或划伤。这种表现出周期性，经过一压滚圆周就会再次出现。磨板人员需要对板面进行检查，对于披风严重及有毛刺的地方需要修理后在磨板贴膜。清洁热压辊时不要用坚硬、锋利的工具去刮。3）热压辊压力太小。适当增加两压辊间的压力。4）板面不平，有划痕或凹坑。对前工序板面质量进行控制。3）干膜起皱1

20、）两个热压辊轴向不平行，使干膜受压不均匀。调整两个热压辊，使之轴向平行。2）干膜太粘熟练操作，放板时小心。3）贴膜温度太高调整贴膜温度至正常范围内。4）贴膜前板子太热。板子预热温度不宜太高。4）有余胶1）干膜质量差，如分子量太高或涂覆干膜过程中偶然热聚合等。贴膜后的板件需要冷却到室温才能取下。2）显影液温度太低显影时间太短，喷淋压力不够或部分喷嘴堵塞。调整显影液温度和显影时的传送速度，检查显影设备。3）显影液中产生大量气泡，降低了喷淋压力。在显影液中加入消泡剂消除泡沫。4）显影液失效。更换显影液5）返工板件干膜没有洗干净，余胶残留返工板件需要用NaOH溶液清洗板件。清洗后需要检查板件表面，尽快安排生产。5开路1）干膜碎返粘避免膜碎的产生。主要选择合适尺寸的干膜进行贴膜，减少手工割膜的数量。菲林设计避免遮半孔及产生膜碎。2）显影后异物返粘注意拿板件的规范操作。3）水洗的压力不足检查喷嘴是否堵塞，调节水洗压力使之水洗充分。4）显影液中有干膜过滤不足过滤棉芯的定期更换。6 渗镀短路1）干膜性能不良，超过有效期使用。尽量在有效期内使用干膜。2）基板表面清洗不干净或粗化表面不良，干膜粘附不牢。加强板面前处理。3）贴膜温度低，传送速度快，干膜贴的不牢。调整贴膜温度和传送速