干膜之迷思正稿

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
各層功能
polyester 感光層 Photo resist 產生光聚合作用 光聚合作用 polyethylene
各層功能
polyester Photo resist polyethylene
隔離感光性高分子 沾黏至其他聚酯層 又稱隔離層(separator Sheet ) 隔膜層(PE)
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
表面處理(Surface Preparation)
表明處理方式 作業重要參數 優 點 缺 點 1.板面平整度一致 1.化學藥品成本比較高 溫度、 化學藥品濃度、 2.利於薄板處理 2.需要廢水處理 化學處理 水洗清潔程度、風乾程度 3.減低板面的起伏波動程度 3.板面的起伏度比較低 1.注重機械保養 磨砂大小、磨痕尺寸、磨 1.沒有化學成份 2.板面質素需依賴操作員經驗 機械式研磨板 轆速度、水洗、風乾、 2.低成本工序 3.板面的起伏度比較高 1.較高保養成本 火山灰研磨板 火山灰 / 氧化鋁級數、 1.優質的板面處理 2.板面質素需依賴操作員經驗 / 氧化鋁研磨 磨痕尺寸、磨轆速度、水 2.廣闊的操作參數範圍 3.火山灰 / 氧化鋁容易受污染 板 洗、風乾、 及容易老化
感光層（Photo resist）主要組成 ）
功能﹕ 功能﹕
塑化劑及附著力促進劑 (plasticizer & adhesion promoter) 染料(dye) 單體或中體/寡聚物 (monomer or oligonm) 聚合體 (Polymer) 感光啟始劑及光敏劑 (photo-initiator & senstizer)
干膜
之迷思
報告人﹕ 報告人﹕姚濤
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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
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
第一部份: 第一部份: 乾膜基礎篇
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 1012 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
1.乾膜層的物理性強度 (Flexibility) 2.影響貼膜、顯影時間、退 膜時間及抗化學藥物能力等 感光速度的引發 影響感光聚合過程、貼膜能力 、解像度、抗化學能力等 調節附着力、減低機械性磨損、 物理力性強度及乾膜壁的平直 等 1.方便檢查、貼膜時對位 2.感光後褪色(Photofugitive) 或感光後增色 (Phototropic)
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SURFACE kleen 112; 1515-20% v/v (2水洗 (2-3x) 3% 硫酸 (2水洗 (2-3x) 風乾
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SURFACE kleen 112; 1010-15% v/v (2水洗 (2-3x) SURFACEprep 120, 4% v/v (2水洗 (2-3x) 3% 硫酸 (2水洗 (2-3x) 風乾
乾膜的製作
乾膜製造流程圖： 客戶印刷電路板廠流程
(一) 連 結 劑 聚 合
(二) 光 阻 劑 調 配
(三)
(四)
(五)
(六)
塗
裁
佈
切
成 品 包 裝
成 品 冷 藏
乾膜光阻 (線路影像轉移) 印刷電路板 完成線路製作 銅箔基層板 (CCL)
PET
發 送
塗 佈
烘 乾
PE 發 送
貼 合
卷 取
乾膜評估項目
乾膜光阻成份
polyester Photo resist polyethylene
蓋膜層(PET)
[約 17 – 19 微米厚]
感光層(photopolymer)
[0.8 – 4.0 條厚]
隔膜層(PE)
[約 25 微米厚]
各層功能
polyester Photo resist polyethylene
評估項目 1.乾膜本身外觀 品質 評估方式 (Mylar),不粘影響密著性 1.膜的粘性:太粘影響撕保護膜 (Mylar),不粘影響密著性 膜的粘性: 2.流膠情形 裁切捲取張力是否太鬆或太緊.太鬆會有重叠/起皺, 3.裁切捲取張力是否太鬆或太緊.太鬆會有重叠/起皺,太緊易流膠 是否有“魚眼” 4.是否有“魚眼”或橘子皮 5.是否有髒點或氣泡是否有其他製程上之缺點 1.瞬間附著力: 瞬間附著力: 壓膜後五分鐘內欲將膜撕去時,以感覺來量測其附著性之比較性品質。因為是憑感覺之相 壓膜後五分鐘內欲將膜撕去時,以感覺來量測其附著性之比較性品質。 對性比較,故此結果只能供參考。 對性比較,故此結果只能供參考。 顯影後附著力: 常用之兩種方法如下) 2.顯影後附著力:(常用之兩種方法如下) 3359法 作成一種網狀之線路,然後用3 (1)ASTM D-3359法:作成一種網狀之線路,然後用3M膠帶來試撕其附著性 使用已設計好之測試底片,顯影後及蝕刻後直接判讀密著性. (2)使用已設計好之測試底片,顯影後及蝕刻後直接判讀密著性.至少要通過 2mil 線路 1.正片解析度:使用已設計好之測試底片,顯影後直接判讀解析度.至少要通過2.5mil線路 正片解析度:使用已設計好之測試底片,顯影後直接判讀解析度.至少要通過2 mil線路 負片解析度:使用已設計好之測試底片,顯影後直接判讀解析度.至少要通過2 mil線路 2.負片解析度:使用已設計好之測試底片,顯影後直接判讀解析度.至少要通過2.5mil線路 以上測試結果須符合量產需求) (以上測試結果須符合量產需求) 1.作出曝光量與線寬之關係,比較1:1線路複製所需曝光能量 作出曝光量與線寬之關係,比較1 曝光速度快者, 2.曝光速度快者,有利於提高生產速度及減低曝光檯面之發熱
9.耐電鍍性
10.去膜性 11.蓋孔性 (Tenting)
12.覆蓋性 (Conformation ):
第二部份: 第二部份: 乾膜應用篇
乾膜應用流程
線路板主要兩類製作流程
1. 酸性蝕刻 或 鹼性蝕刻 2. 圖形電鍍
電鍍銅 電鍍錫 電鍍鉛/ 電鍍鉛/錫 電鍍鎳金 化學鎳金
表面處理(Surface Preparation)
板面污染物來源: 板面污染物來源:
-
油脂、機油 手印 板面氣化物 化 不 當處理表面處理
板面不平整原因: 板面不平整原因: 1.擦花
板 面 擦 花 - 處理不當 - 機 擦花 . - 處理不當 - 板不當 .板面 .板面 不平 - 板不當 板 面 壓 傷
表面處理 (Surface Preparation)
6.顯影
7.停留時間
乾膜評估項目
評估項目 8.耐蝕刻性 評估方式 1.以生產線上現有酸、鹼性蝕刻液,故意走一遍、二遍、三遍, 1.以生產線上現有酸、鹼性蝕刻液,故意走一遍、二遍、三遍,試驗其抵抗性之差別 以生產線上現有酸 2.量測蝕刻因子 量測蝕刻因子, 2.量測蝕刻因子,來判定側蝕情形 1.前處理性:比較所需銅面微蝕(microetch)之深度,有的乾膜僅需5 10microetch之微蝕 1.前處理性:比較所需銅面微蝕(microetch)之深度,有的乾膜僅需5-10microetch之微蝕 前處理性 (microetch)之深度 即可,有些則要求在30 microetch以上才行 即可,有些則要求在30 microetch以上才行 2.對鍍銅 鍍錫鉛(或鍍純錫) 鍍鎳、鍍金的相容性, 對鍍銅、 2.對鍍銅、鍍錫鉛(或鍍純錫)、鍍鎳、鍍金的相容性,試驗其是否能與各種電鍍槽液有良好之 相容性 3.對鍍液污染性(Leaching):故意將乾膜樣品浸泡於鍍液中24小時 對鍍液污染性(Leaching):故意將乾膜樣品浸泡於鍍液中24小時, 3.對鍍液污染性(Leaching):故意將乾膜樣品浸泡於鍍液中24小時,然後比較其 Hull Cell 試鍍片, 試鍍片,是否與原鍍液有所不同 (2及不同溫度下的去膜速度以及所剝下之膜片大小, 比較不同濃度 (2-5%) 的氫氧化鈉 NaOH 及不同溫度下的去膜速度以及所剝下之膜片大小,以 碎小者為佳(一般要求約1cm2之大小) 1cm2之大小 碎小者為佳(一般要求約1cm2之大小) 1.於鑽有數組 不同孔徑之特定板材上壓貼乾膜,經曝光、 1.於鑽有數組 2-8mm 不同孔徑之特定板材上壓貼乾膜,經曝光、顯影到蝕銅後比較及統計其 破孔率 2.一般6mm一般6mm ring之孔徑應該不能破孔 2.一般6mm-4mil ring之孔徑應該不能破孔 3.另亦有設計不同大小之槽形孔及八字孔作蓋孔性測試 3.另亦有設計不同大小之槽形孔及八字孔作蓋孔性測試 故意於基板上微蝕出不同深度之溝線(4故意於基板上微蝕出不同深度之溝線(4-6µm深,100µm寬),將此板材壓膜後,再利用與此溝線垂 (4 ,100µ ),將此板材壓膜後, 將此板材壓膜後 直之線路底片進行曝光,然後顯影/蝕刻,觀察其正交處是否有斷路情形。 直之線路底片進行曝光,然後顯影/蝕刻,觀察其正交處是否有斷路情形。斷路比率愈高表示覆 蓋性愈差
2.附著力測試
3.解析度測試
4.曝光能力
乾膜評估項目
評估項目 5.成像 (曝光後對比色) 評估方式 及感光褪色型(Photofugitive)兩種. (Photofugitive)兩種 1.感光增色型 (Phototropic) 及感光褪色型(Photofugitive)兩種. 一般人喜歡曝光前的乾膜顏色較淡些,以利對位; 2.一般人喜歡曝光前的乾膜顏色較淡些,以利對位; 曝光前後顏色的對比若清楚能辨時, 曝光前後顏色的對比若清楚能辨時,可方便線路檢查及對位準確 而乾膜與銅的顏色對比鮮明者, 3.而乾膜與銅的顏色對比鮮明者,有利於修補線上之作業 1.顯影速度影響生產速度很大,以較快者為優.可由測顯影點來判斷 顯影速度影響生產速度很大,以較快者為優. 對顯影液之溫度、濃度、 2.對顯影液之溫度、濃度、速度之容許範圍要寬一點才有利 (sidewall),以SEM照片瞭解其性質 3.觀查顯影後乾膜側壁輪廓 (sidewall),以SEM照片瞭解其性質 1.壓膜/曝光/顯影,各階段在未作15分鐘停置時,是否影響其耐蝕刻性及耐電鍍性, 壓膜/曝光/顯影,各階段在未作15分鐘停置時,是否影響其耐蝕刻性及耐電鍍性, 15分鐘停置時 可直接利用線上條件作比較測試 黃光下長期老化試驗: 2.黃光下長期老化試驗: 三呎距離處, (i)壓膜後將試驗板置於距40W黃光燈三呎距離處 一半曝於此黃光源, 壓膜後將試驗板置於距40 (i)壓膜後將試驗板置於距40W黃光燈三呎距離處,一半曝於此黃光源,另一半用黑布 或不透光物)遮蓋著,放置一、 三星期,然後依正常製程進行製作, (或不透光物)遮蓋著,放置一、二、三星期,然後依正常製程進行製作,觀察其耐蝕 刻性及耐電鍍性有否不同 (ii)先行曝光後再進行此黃光老化試驗 先行曝光後再進行此黃光老化試驗, (ii)先行曝光後再進行此黃光老化試驗,觀其結果 白光下長期老化試驗: 3.白光下長期老化試驗: (i)顯影後將試驗板置於距40W白光燈三呎距離處 一半曝於此光源, 顯影後將試驗板置於距40 三呎距離處, (i)顯影後將試驗板置於距40W白光燈三呎距離處,一半曝於此光源,另一半用黑布遮 接著同上述黃光試驗之作法, 蓋,接著同上述黃光試驗之作法,觀其結果 (ii)電鍍後進行白光老化試驗 電鍍後進行白光老化試驗, (ii)電鍍後進行白光老化試驗,觀察其對去膜之影響
目的: 優良的板面處理,能增強乾膜與銅箔之間的附着 目的
力,及改善乾膜對其之填充性
板面處理方式: 板面處理方式
1.化學清洗 + 微蝕 2.機械式研磨板 3.火山灰或氧化鋁研磨板
表面處理(Surface Preparation)
化學處理
1.化學清洗 1.化學清洗
-
2.化學清洗 2.化學清洗 + 微蝕