曝光原理与曝光机介绍高启清

曝光原理與曝光機2000/6/1现在是1页\一共有48页\编辑于星期五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现在是2页\一共有48页\编辑于星期五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)?现在是3页\一共有48页\编辑于星期五曝光原理现在是4页\一共有48页\编辑于星期五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)现在是5页\一共有48页\编辑于星期五UV曝光原理现在是6页\一共有48页\编辑于星期五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现在是7页\一共有48页\编辑于星期五光阻感光聚合過程自由基轉移TransferFreeRadical聚合/交聯Polymerization/CrossLinking單體吸收自由基Monomer+R’形成聚合體Polymer顯像DevelopingNa2CO3紫外線照射UVRadiation啟始劑裂解Photoinitiator出現自由基FreeRadicalR’PI+hPI*ITX+hITX*ITX*+PIITX+PI*Monomer&Oligomer+PI*Polymer+PI现在是8页\一共有48页\编辑于星期五曝光對乾膜結構的變化现在是9页\一共有48页\编辑于星期五曝光製程-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45~60mj/cm2濕膜：塗佈→預烘→曝光→顯像→蝕刻→剝膜 liquidfilm10~15m厚，需100~120mj/cm2 因無Mylar層可做較細線路，现在是10页\一共有48页\编辑于星期五曝光製程-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现在是11页\一共有48页\编辑于星期五曝光製程-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400~600mj/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现在是12页\一共有48页\编辑于星期五各種UV曝光燈管Capillary:毛細燈線路曝光用/5KwShortArc:汞氙短弧燈平行光曝光用/3.5,5,8KwLongArc:水銀燈/金屬鹵化物燈防焊曝光用/7,8,9,10Kw现在是13页\一共有48页\编辑于星期五各種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现在是14页\一共有48页\编辑于星期五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现在是15页\一共有48页\编辑于星期五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、壓力及速度的配合现在是16页\一共有48页\编辑于星期五能量對光阻聚合影響现在是17页\一共有48页\编辑于星期五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现在是18页\一共有48页\编辑于星期五UV曝光測量單位UV強度(照度)單位watt/cm2,milli-watt/cm2

Intensity(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现在是19页\一共有48页\编辑于星期五各種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/能量现在是20页\一共有48页\编辑于星期五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格现在是21页\一共有48页\编辑于星期五吸真空對曝光影響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，散射光一定要用现在是22页\一共有48页\编辑于星期五手動曝光設備现在是23页\一共有48页\编辑于星期五手動散射光曝光機现在是24页\一共有48页\编辑于星期五線路曝光機UVE-5K5KW毛細燈有效範圍:740x610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现在是25页\一共有48页\编辑于星期五5KW曝光機燈管水套結構现在是26页\一共有48页\编辑于星期五5KW曝光機定期保養項目现在是27页\一共有48页\编辑于星期五防焊曝光機UVE-7K7KW金屬鹵化物燈有效範圍:810x610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现在是28页\一共有48页\编辑于星期五7KW曝光機燈管水套結構现在是29页\一共有48页\编辑于星期五7KW曝光機定期保養項目现在是30页\一共有48页\编辑于星期五手動曝光機操作畫面现在是31页\一共有48页\编辑于星期五平行光系統现在是32页\一共有48页\编辑于星期五散射光對曝光影響现在是33页\一共有48页\编辑于星期五平行半角與斜射角现在是34页\一共有48页\编辑于星期五平行光曝光系統平行反射鏡(CollimationMirror)曝光照射面(ExposureSurface)反射鏡(ReflectionMirror)點光源短弧燈(ShortArcLamp)橢圓集光器(Collector)冷鏡(DichroicMirror)積光器(Integrator)平行光源:5KW汞氙短弧燈平行半角(CHA):1.5斜射角(DA)<1现在是35页\一共有48页\编辑于星期五平行光曝光燈源-汞氙短弧燈Gline:436nmHline:405nmIline:365nm光阻聚合365nm现在是36页\一共有48页\编辑于星期五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Class1000→Class100正壓設計靜電消除现在是37页\一共有48页\编辑于星期五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现在是38页\一共有48页\编辑于星期五自動曝光設備现在是39页\一共有48页\编辑于星期五自動曝光機架構-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现在是40页\一共有48页\编辑于星期五自動曝光機架構-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個數對位靶孔现在是41页\一共有48页\编辑于星期五自動曝光機架構-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现在是42页\一共有48页\编辑于星期五自動曝光機架構-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,電腦现在是43页\一共有48页\编辑于星期五自動對位機構及CCD靶標现在是44页\一共有48页\编辑于星期五外層自動曝光機UVOA-5KD5KW短弧燈/雙燈有效範圍: 24“x21”/610x535mm雙面同時曝光玻璃對玻璃檯