干膜之迷思正稿.ppt

1、a,1,報告人姚濤,干膜 之迷思,a,2,報告目的,1.了解干膜的作業原理和未來趨勢 2.分享干膜的實際應用知識 3.探討今后改善方向,a,3,報告大綱,干膜基礎技術 干膜應用流程研討 1040和7738的差異 干膜的未來方向,a,4,第一部份:乾膜基礎篇,a,5,乾膜的起源及發展,能夠作為感光成像媒介物的乾膜,是自 1950 年起在精密印刷工業上展開用途。 且直到 1968 年杜邦才以專利 U.S.Pat. 3,469,982 (by J.R.Celest) 發展商品,而引進到電子及電路板的工業領域中。 之後的十餘年之間,在專利的保護下,一向以高科技高價位的美商產品在全世界業界中行銷。 一直

2、到了 1984 年末,專利到期之後,才首先逐漸有美商以外的日立 (Hitachi) 等公司推出產品在亞洲市場上。,在線路板市場上,從五十年代初期用於收音機的線路寬度為 1.5-3mm,到半導體的出現而令線寬要求降至 10-12 mil,直到現要求線寬及線距達 1.0/1.0 mil 的精密線路製作來看,乾膜無論在附著力、抗化學攻擊能力及解像度等性能上,有著顯著的改善,a,6,polyethylene,乾膜光阻成份,Photo resist,polyester,蓋膜層(PET),感光層(photopolymer),隔膜層(PE),約 17 19 微米厚,0.8 4.0 條厚,約 25 微米厚,a

3、,7,各層功能,蓋膜層(PET),一、支持保護感光層 二、隔絕氧氣 三、防止或抑制光 聚合作用,polyethylene,Photo resist,polyester,a,8,polyethylene,Photo resist,polyester,各層功能,感光層,產生光聚合作用,a,9,隔離感光性高分子 沾黏至其他聚酯層 又稱隔離層(separator Sheet ),polyethylene,Photo resist,polyester,各層功能,隔膜層(PE),a,10,感光層（Photo resist）主要組成,感光啟始劑及光敏劑 (photo-initiator 15-20% v/v

4、 水洗 (2-3x) 3% 硫酸 水洗 (2-3x) 風乾,2.化學清洗 + 微蝕 SURFACE kleen 112; 10-15% v/v 水洗 (2-3x) SURFACEprep 120, 4% v/v 水洗 (2-3x) 3% 硫酸 水洗 (2-3x) 風乾,a,20,表面處理(Surface Preparation),機械式研磨板,火山灰研磨板 / 氧化鋁研磨板,噴 砂 研 磨,尼 龍 磨 轆,a,21,表面處理(Surface Preparation),a,22,壓膜(Lamination),滾輪之形狀應微微凸出， 可得到一致的壓膜壓力,光阻及基板附著力是藉由光阻膜順著銅表面流動

5、達成 加熱可降低光阻之黏度並增加流動性，壓力可將流動狀態之 光阻擠入銅表面產生附著力,自動貼膜機,a,23,壓膜(Lamination),貼膜壓力 (Pressure) 以物理原理將乾膜貼服於板面上 壓力過高: 起皺、乾膜部份位置變薄 壓力過低: 低附着力、低填充能力,貼膜速度 (Lamination Speed) 影響出板溫度及乾膜的流動程況 壓力過高: 低附着力、低填充能力 -壓力過低: 起皺、乾膜部份位置變薄、因乾透而減低附着力,壓瞙溫度(Temperature) 乾膜在高溫之下會有所流動 溫度過高: 起皺、出現氣泡、乾膜部份位置變薄、因乾透而減低附着力 溫度過低: 低附着力、低填充能力

6、,壓瞙參數,a,24,曝光(Exposure),光罩或壓克力框,菲林層,線路層,CCL,PI,乾膜(光阻),Mylar(聚酯膜),底片保護膜 (感光保護膜),乾膜(X軸),能量,理想的能量分佈,實際的能量分佈,乾膜中的UV能量分佈,我廠用Mylar,原 理 簡 介,手動曝光機,自動曝光機,a,25,曝光(Exposure),底片,乾膜,聚酯 (PET),非曝光,底片,乾膜,聚酯 (PET),銅箔,曝光,非曝光,曝光,非平衡光,曝光,曝光,非曝光,銅箔,平衡光,a,26,影響曝光之因素,能量:能量之大小影響成像品質(解析度及密合度) 曝光時間:由shutter控制 紫外光波長:波長範圍25052

7、0(主波長:365、405、436nm) 燈源:計有平行光(parallel light)、準平行光(almost parallel) 、散射光(scattered light),a,27,顯像(Development),D/F,CCL,PI+AD,完成光聚合反應之乾膜形成線路,顯影液主要成份CO32-,乾膜主要成份Resist-COOH,a,28,D/F,CCL,PI+AD,完成顯影過程之線路,CO32-,Resist-COOH + CO32- CO3- + Resist-COO -,反應官能基,反應官能基,由顯影液Na2CO3或K2CO3提供,本反應實際為一種皂化作用，故於製程中會產生類似

8、肥皂狀的泡沫,顯像(Development),a,29,影響参數: 顯影點 (Break-point) 顯影液溫度 (Temperature) 乾膜負荷量 (Resist Loading) 乾膜類型及厚度 (Dry Film Type and Thickness) 碳酸鹽濃度 (Carbonate Concentration) 酸鹼值 (pH Value) 消泡劑含量 (Antifoam) 噴射壓力及形狀 (Spray Pressure and Pattern) 水洗及風乾情況 (Rinsing and Drying,顯像(Development),a,30,剝膜(Stripping),目的

9、用化學及物理原理來清除線路板上乾膜,從而顯露所要求的金屬 影響退膜速度的因素 退膜液濃度及成份 退膜液溫度 曝光程度 乾膜特質及厚度 退膜添加劑 水洗,a,31,干膜其它流程,環氣基材,銅箔,乾膜,乾膜,電鍍銅層,乾膜,電鍍銅層,板面處理 圖形轉移 電鍍銅 / 錫 退膜 蝕刻 退錫,電鍍流程,a,32,第三部份:乾膜改善篇,a,33,最大不良-凹陷,雙面板不良現象中,凹陷占1/22/3之多,2001年52週雙面板品質狀況柏拉圖,a,34,凹陷的產生,由于銅箔有凹凸點,造成干膜添覆不好若恰好在線路邊易被蝕刻液咬蝕而形成凹陷,a,35,1040和7738性能對比,a,36,1040和7738實物對

10、比,a,37,量產驗証,綠色為長春1040干膜（1/19-1/27) 黃色為SHIPLEY7738干膜(4/16-4/30),a,38,第四部份:乾膜未來篇,a,39,乾膜發展趨勢,a,40,鐳射成像技術(Laser Direct Imaging),鐳射成像技術 ( LDI) 已經超過 25 年發展歷史, 但到1996年多間設備及乾膜生產商開始投放大量資源於此技術發展,在 1998 1999 年間才開始有較為突破性及普及性的表現。 在現 PCB 的線路要求越來越幼細之下, LDI 技術能令 PCB 生產商達到更精密的要求及獲得較高的合格率。所以, LDI 現設備的要求亦預期會已快速直線的增長。

11、,單面曝光 Orbotech,雙面曝光 Automa-Tech,a,41,鐳射成像技術和一般成像技術的對比,鐳射成像技術 1.優點 - 能生產出較為幼細 (50-100m)及精密的 線路(較高的解像度及合格率) - 不需曝光底片,因而刪減底片工序上的出 錯及其底片預備的時間和金錢 - 因部份工序的刪除,令生產成本為之下降 - 生產的靈活性較大 - 較為準確的板面對位 2.缺點 - 需要專用乾膜作生產之用 - 設備投資成本比較高 - 設備保養費用比較高 - 如生產 125m 或以上的線路,其成本比 較一般成像技術製程為高,一般成像技術 1.優點 - 此技術較為成熟 - 市場上有大量相關的供應商

12、- 設備成本相對為低 - 生產的周期可以縮短 - 如生產 125m 或以上的線路,其成本比 較鐳射成像技術製程為低 2.缺點 - 如生產較精密線路時,其合格率偏低 - 較為低的板面對位準確度 - 線路的解像度較低 - 製作底片的工序及使用底片時,較易產生 問題,50m 線闊/線距,25m 線闊/線距,a,42,感光油應用,感光油厚度較薄、亦有較好覆蓋性及附著力,因而在生產一些幼細線路的線路板時有較佳的表現 相對乾膜來說,感光油有較佳的蝕刻因素(Etch Factor),有利於幼線路的生產 在非平衡光的曝光設備下,感光油的成像效果及其合格率較一般性乾膜為高 感光油成本較乾膜為低 感光油在幼線路的生產過程中,有較好的合格率 不需要保護膜 (Maylor) 其顯影缸及退膜缸的壽命較用乾膜的