PCB外层制程介绍

1、外屑裂程介藉壹、目的贰、流程介参、外屑乾膜概述肆、流程概述壹、目的富泉路成像(Primary Imahe )，指内、外屑榷之富泉路圈形，由底片斯里由乾膜而享移 於板子导同面上。弟、流程介板面前愈 一圈 一曝光 一影一检修轸、外眉乾膜概述首先我仍看一下乾膜光阻的鲍成。如圈一所示，它是一彳重三SS,其上 舄PET聚脂薄膜，最下雇1舄PE保膜。前者除了截中的光阻膝 屑外，亚具偷穿透紫外富泉的功能。一般棠者使用的曝光檄中的汞燎源，其主 要输出波辰皆在360nm附近，而一般PET薄膜在此波段以1mil厚度可通遏 大於65%之光度。PE薄膜，通常也是1mil厚，主要功用在於阻止光阻膝屑 粘附在下屑PET膜

2、上。在光阻膜摩合於基板前，PE可以易地自光阻膝 屑上剥雕，主要在於彳爰者封PET有重耐鼠的附著性。光阻屑其主要成分如圈 一所示。它是一侗在室温下不易流重力的膝混合物。由於乾膜以成卷的形式 使用,基於本身的重量，一般商品必需能承受此摩力而不畲在4生流 膝。所以目前所有的商品加另外一侗原因便是光阻本身乃一具有反雁性的 材料。它具有不施合的(一般皆舄摩克力官能基)，在因熟或紫外引畿 的自由基存在下畲诲行交聊的反魁如圈二所示，经由光以魁交够窿生的 走品乃一SMS而典均匀混合的高分子binder条嫁廛成一不易溶解的物 。在正常曝光、影遏程中，露光的部份典不露光的部分由於皇茴啻典化孥 角且成的差巽致不可溶

3、典可溶的差别，而圈案便按底片忠地享移下来。乾 膜光阻信者存不富便易走生累页影不深或殛渣(Scum)的现象。目前台漕多使有 液黝象型之乾膜光阻值型)，其高分子binder多含有酸性官能基。因此在不 曝光的部份，海愈液的彳觐洗可以使光阻膝膜膨耘而瓦解或乳液状，然彳爰脱雕会同 面。曝光反雁部分剧因SKB且不易舄弱海愈性之水溶液侵食虫，因此得以 存留。但影K仍畲毒致膨耘而造成剥雕或重之渗透。是典光阻配 方的言殳言十好读有直接的辱鼾条另外虫或雷彳爰用弓鼠海愈液剥膜的速度也典此 有Mo-fi乾膜光阻既有它影快且曝光部分能耐弱海免而又要在剥膜畤要 求快速膨耘脱雕面而漂浮於弓鼠中，本是相互矛盾的情)兄。好的乾

4、膜光阻殳 言十便是能在是夹缝中，求取虹衡而不需#羲牲任何一I削生能的表现。有些商品 需要高温弓鼠海愈来剥雕，其原因雁是在於求取影畤的黏著能力。肆、流程概述1、板面前虔理将基板做清深虔理，亚在基板表面逵行微食虫粗化，以增逵乾膜典基板表面 之附著性。2、摩膜2.1、乾膜介矣召乾膜(dry film)的造见圈8.1, 1968年由杜邦公司畿出来是重感光生聚合 物的乾膜彳爰，PCB的裂作就逵入另一元，到1984年末杜邦的暮利到期彳爰日本 的HITACHI也有自己的品牌冏世。勤彳爰就陛有其他蔽牌加入此一戟埸。依乾膜畿展的麽史可分下列三彳重Type:溶胃。像型半水溶液像型海愈水溶液像型现在畿乎是彳爰者的天

5、下，所以本章僵探言寸此乾膜。2.1.1、乾膜之角且成水溶性乾膜主要是由於其角且成中含有檄酸根，畲典弓鱼反雁使成舄有檄酸 的兽类页，可被水溶掉。其角且成MB8.1水溶性乾膜最早由Dynachem推出，以碳 酸颌像，用稀氢氧化颌剥膜，富然经不斤改才有今日成熟而完整的走品富泉。2.1.2、裂程步骤乾膜作棠的璘境需要在黄色照明，通囤良好，温海度控制的照廛室中操作， 以)成少污染增逵阻胃。之品。其主要的步骤如下： 圈莫静置曝光静置黝象2.1.3、摩膜(Lamination)作棠2.1.3.1、摩膜檄可分手重力及自重力潮重,有收集聚烯嫌鬲屑的捻布 乾膜主相加熟 输，抽囤殳偷等四主要部份，逵行速作棠，其示意

6、见圈8.2一般摩膜条件舄：摩膜熟输温度：120 1位C板面温度：50L0C摩膜速度：1.52.5m/min摩膜摩力：15-40 psi2.1.3.2、僖统手重力摩膜W人作棠，一人在檄前送板，一人在檄彳爰收板亚切新 乾膜，此方式用在檬品、小量多料号虎遒合，莹寸人力、物料的耗用浪费原 多。2.1.3.3、自重力圈膜曩市面上HAKUTO, CEDAL，SCHMID等多彳重蔽牌，其榭啻 重力作在板前务彖黏摩乾膜方式及摩膜彳爰务彖切膜重力作多有不同，但都朝走速 加快，筋省乾膜以及黏能力上在改逵。2.1.3.4、阈内志里畿年前自重力摩膜成功阈内多家大蔽均有使用。2.1.3.5、乾膜在上述之温度下建到其玻璃

7、熊化黑占而具有流重削生及填充，性，而能 覆盍面。但温度不可太高，否剧畲引起乾膜的聚合而造成累页像的困 Bofi膜前板子若能予熟,可增弓鼠其附著力。2.1.3.6、舄建矣晾泉路高密度板之高品，必硝雀璘境及言殳偷上著手，乾膜之fi膜 需要在照廛室中逵行(10K级以上)，璘境温度废控制在23C，相 莹寸海度雁保持50%RH%左右。操作人景也要带手套及抗静雷之照 廛衣帽。3、曝光 Exposure3.1、曝光手重力典自重力虹行光典非虹行光LDI雷射直接暴光3.1.1、手重力曝光檄，是将将欲曝板子上下底片以手重力定PIN莹寸位彳爰，送入檄台 面，吸真空彳爰曝光。3.1.2、自重力曝光檄一般含Loadin

8、g/unloading，硝於板子外框先做好工具孔，做 初步定位再由檄台上之CCD，Check底片典孔的封位状犯 亚做微彳爰 入曝光匾曝光。依目前的精密硝求程度，不以器自重力莹寸位，恐怕做 不到好品的板子。3.1.3、如何量测及言平估曝光檄的虹行度？定羲：彳仙丁行度(collimate面的意思就是使直向行逢而雀光的光 而言剧是光行逵同畤垂直於照射面。圈8.3是虹行光典非虹 行光之比重如虹行度的影警：而研判虹行直逵的方法有丽侗值可供参考，虹行仰 角(Collimate Half Angle)及 偏斜(Declination Angle)此 二值可大略判新曝光檄的虹行度及曝光可能造成侧 向偏移，也因

9、此若使用非虹行曝光檄曝光其影像有 偏料及底部侧向像的冏题。量测方法及工具？一般量淇帅丁行度的方法是用一彳重叫虹行度像（CollimationCamera），其 量测方式是以此工具置於感光富氏或感光物上曝光，之彳爰再量偏移度。3.1.4、非虹行光典虹行光的差巽，虹行光可降低Under-Cut。其差巽黑&可见圈 8.5,影彳爰的比重如做矣晾泉路（4mil以下）非得用虹行光之曝光檄。3.1.5、另有一重LDI（Laser Direct Imaging）金雷射直接感光之言殳偷典感光方式是利 用特殊之感光膜coating在板面，不硝底片直接利用金雷射才帚描曝光。其 富泉可做到2mil以内，利用多beam

10、方式18in24in的板子，已有号虎稍曝光 畤削堇30秒。3.2、作棠注意事项3.2.1、偶氮棕片的使用手重力曝光因仰赖人目视莹寸位，因此棕片是有必要的，但自重力曝光檄由檄器 AWS位所以一般黑白底片即可。棕片的嘉命重交短。3.2.2、能量的殳定曝光檄中有光能量之累稹言十算器，光能量子（以焦耳或毫焦耳舄罩位）指 光弓鼠度（瓦特或毫瓦特）典畤的乘稹，即mili - Joule = mili Watt X Sec，焦耳=瓦特乂秒曝光檄上有可以勤的光能量敷字金建，亚有测光弓鼠度之装置，富殳定某一 光能量敷字彳爰即可做定能量之曝光，每富光源紫外燎老化而光弓鼠度衰）成 畤3亥殳定系统即畲自重力延费寺以建

11、到所需的光能量。定期Photometer 或Radiometer做校正工作。3.2.3、Stouffer 21 Step TabletStouffer 21 step tablet是IN-process监测曝光黝象彳爰的条件是否正常。它 是放於板遑典正常板一檬曝光，停置及像彳爰，其21格上之乾膜殛留 有彦色渐淡，全完全露的燮化，最重要视其已像及仍殛存板面之 交界是落於第畿格。一般檬率是810格，Follow各蔽牌所备合的Data Sheet。3.2.4、吸真空的重要非虹行光的作棠中，吸真空的程度是影警曝光品的重大因素。因底片 典膜面有隙畲撅大under-cuto 一般判新聚程度是雀光罩上之My

12、lar 面出现的牛屯射款Newton Ring）的状）兄，以手碰）！移重加若牛屯射袁亚不畲 跟著移重加剧表吸真空良好。手重力作棠，畤常作棠景尚要以”刮刀啤甫助 刮除空兼，此小重力作事上易影警莹寸位及底片的嘉命。虹行光源剧此 冏题可降至最低。3.2.5、熟位莹寸於自重力曝光檄来，偏位不是不冏题，只要言平估好言殳偷的裂程能力以 及签隹工作底片的率碓度即可，但手重力曝光檄作棠影WH度的燮敷就 很多：3.2.5.1、PIN孔大小的避撑3.2.5.2、上裂程通孔雷的厚度分析3.2.5.3、孔位率碓度3.2.5.4、底片套板的方式3.2.5.5、人目视森差上述僵皋常见因素，各蔽雁就走品屑次来提升乾膜作棠的

13、裂程能力。3.2.6、静置曝光彳爰板子硝冏隔板置放1015分分藐襄吸收UV能量彳爰的resist Film聚合更完全。3.2.7、高弓鼠度的UV光S路而言是十分重要的，因舄所有的光阻都含有遮蔽蒯(Inhibitor)，而此遮蔽蒯遇UV光畤畲在敷秒内大量消耗。因此如果用 弱光曝光，剧硝用重交辰畤来建到必硝的能量，如此有重交多的KB未见 光匾的遮蔽蒯撅散至曝光匾，如此只要有一黑占折光或散射就畲形成聚合， 走生殛膝影不深等冏题。因此使用弓鼠光曝光檄有助於矣晾泉的裂作，有殛 膝亚不是代表只是影不深或水洗不良的冏题。一般而言5mW/cm2能量 密度S一般的路已有不导昔的效果如果要有更佳的解析度剧高一些的

14、光 弓鼠度有助於改善之。3.2.8、影警解析度的因子互重旋鼾系有:曝光畤辰短(2)未曝光匾遮蔽蒯的量 散射折射光的多少.其中第二项是来自供雁商的配重交舫法整，第项 可考虑控制光弓鼠度来改善其品筲第(3)项剧使用虹行曝光檄及加弓鼠曝光前 真空作棠畲有甯助。、累页像 Developing4.1、槽液成份及作棠4条件溶液配方：1 -2%之碳酸颌(重量比)温度：30 +_2 CRE： 15-20 PSI水洗27 -9C水摩40 PSIpH 10.5 -10.7Break point 5070% Auto dosing4.2、作棠注意事项4.2.1、累页像是把尚未畿生聚合反雁的匾域用像液将之中洗掉，已感

15、光部份剧因 已畿生聚合反雁而洗不掉仍留在面上成舄食虫刻或雷之阻蒯膜3注意在像前不可忘言己把表面玻璃富氏撕掉。4.22累页像黑占Break point (彳媪殳偷透明外罩看到已经完全说出圈檬的黑占的距 雕稍之)雁落於5070%，不及,会同面有scun殛留，太遏，剧遑有膜屑或 undercut遏大.最好有自重力添加系统(auto-dosing).另外直睫系统殳言十良否 也畲影警像黑占。4.2.3、像良好的侧壁雁舄直壁式者，像不足畤容易畿生膜渣(Scum)造成食虫 刻板的短路、分同碎、及飙窗突出之遑，累页像檄嗔液系之不良畤也 畲造成此彳重缺黑占。梭查Scum的方法可用5 %之氯化金间溶液(Cupri

16、c Chloride CuCl 2)或氯化溶液浸泡，若分同面上仍有金羊亮的会同色畤，即可 判脸斤有Scum殛留。4.2.4、像完成板子切言己不可叠放，硝用Rack插立。4.3、乾膜璘境的要求路板之矣晾泉及高密度要求渐，其成功的契檄端赖各彳重精密的控制。乾膜 享移影像之精率除了上述各彳重生走技彳桁外，璘境的完善也占有很大的比重。4.3.1、首先要注意到的是照廛室(Clean Room)的建立，一般常的照廛室是以 美阈聊邦中票率Fed. STD 209做舄分级的规簸，是以每立方。尺的空兼中所 含大於0.5微米的廛粒之敷目(PPCF)作舄分级的，可分舄三级见表，三 者之签隹典安装费用相差檀大，cla

17、ss 100 多用在稹髓雷路程(IC)之晶 圆裂造上。至於精密路板之乾膜摩膜及曝光匾剧10,000级已豹。4.3.2、照廛室品之控制有三要件，防止外界廛埃之逵入、避免内部走生、及清 除内部既有之廛量；需在璘境系统上加装逵兼之遏滤殳偷、工作人景穿戴 不易起廛之工作服、鞋、手套、罩。室内装配剧雁探表面虹滑的糖板、 照缝地板、兼密式之照明及公共殳施、逵出口之Air Shower室内送囤剧 探水虹屑流(Laminar Flow)及垂直屑流方式以消除兼流的死角，避免廛埃 的聚稹。4.3.3、乾膜匾之照明舄黄色光源以避免乾膜於正式曝光前先感光，此彳重黄光波辰 必硝在500 n m(naro-meter舄1

18、0 m，或5000A)，比500nm短的光源中含 有紫外而致乾膜之局部感光，市面上有金黄色日光燎管出售，在一般 日光燎外加装橘黄色燎罩也可使用。4.4、高密度矣晾泉路技桁雷路板的密度以往主要受限於鳞孔的尺寸，因此似乎路密度成的迫切，性 也就没有那縻高。路由於鳞孔技彳桁的逵步及MCM-L技彳桁的需求，近来偷受 重视。而用僖统的Tenting & Etching技彳桓想作到小於1OO仇m的路走十 分困雉的。Additive process能降低甚至避免会虫刻的冏题只是必硝使用特定的物 料典流程，因此在雷子封装镇域重交少被用。4.4.1、. Additive Process其分成泉路是用雷光阻定羲出

19、富泉路匾，以雷方式填入 ffi形成富泉路 此裂程分舄Semi Additive典Fully Additive丽美耳Semi Additive利用摩合薄会同於各前脂上，再以雷及食虫刻建到形成路的目 的。Fully Additive剧是利用融旨表面粗化，其彳爰壅布加弓鼠黏合屑以改善照 雷典板面速结弓鼠度，之彳爰以照雷解辰出路。4.4.2、照雷解会同在Additive裂程方面是檀舄重要的尤其是高品高避撑性的照 雷解会同，是高密度高信赖度板使用裂程的必要条件。然而一般照雷解 析出速率的舄22.5 “m/Hr其析畤相莹寸可编短舄24分之一。4.4.3、莹寸照雷解而言，抗光阻的剥雕是最苛的冏题，由於光阻畲

20、操作在 70C的性化孥液中，介面的雁力及光阻膨耘是被言忍舄剥雕的主要 重力力。化孥会同反雁走生的氢兼，原有的薄氧化表屑因遢原反雁而失去 会建结力，都是剥雕的可能原因。4.4.4、重交有效的防止剥雕方式可以考虑莹寸表面施以不同的金屠虔理。底的化孥 雷位相莹寸於氢舄-600mV，氧化相莹寸於氢的遢原位舄-355mV，由於遢原 雷位高於雷化反雁因此遢原反雁檀易走生剥离盅若要保持良好的会建结力就 必卸戈一固更低雷位的金屠覆於其上以防止反履Zn/Sn/Ni都是有檄畲的 金屠，以金辛而言K明遒富的覆盍厚度可得到承受浸泡化孥 40Hr 仍不畲彖廊的结合效果，其经厚度的舄0.50.1mg/cm2，金也是可避撑 加弓鼠结合力的金屠。4.4.5、僖统的光阻是以溶蒯型舄主，但因圈保冏题而使棠界封配方有所整，加 入水性物，光阻可使用水溶液影。但一般水溶性光阻由於是性 累页影系统，用化孥抗雷将因水分子多而走生膨耘冏题。因此有新 系统畿展出来水分子整全最佳状）兄彳爰以低性兽及高SS溶膂膈