PCB外层制程介绍.docVIP

外層製程介紹 壹、目的 貳、流程介紹 參、外層乾膜概述 肆、流程概述 壹、目的 線路成像(Primary Imahe ),指內、外層權之線路圖形,由底片經由乾膜而轉移於板子銅面上。 貳、流程介紹 板面前處理 壓膜 曝光 顯影 檢修 參、外層乾膜概述 首先讓我們看一下乾膜光阻的組成。如圖一所示，它是一種三層結構,其上 為PET聚脂類薄膜，PE保護膜。前者除了負載中間的光阻膠 層外，並具備穿透紫外線的功能。一般業者使用的曝光機中的汞燈源，其主 要輸出波長皆在360nm附近，而一般PET薄膜在此波段以1mil厚度可通過 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膠層 粘附在下層PET膜上。在光阻膜壓合於銅基板前，PE可以輕易地自光阻膠層上剝離，主要在於後者對PET有較強的附著性。光阻層其主要成分如圖一所示。它是一個在室溫下不易流動的膠質混合物。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壓力而不會在邊緣產生流膠。所以目前所有的商品加另外一個原因，便是光阻本身乃一具有反應性的材料。它具有不飽合的雙鍵(一般皆為壓克力官能基)，在因熱或紫外線引發的自由基存在下會進行交聯的反應。如圖二所示，經由光以應，交聯產生的產品乃一綱狀結構而與均勻混合的高分子binder糾纏成一不易溶解的物質。在正常曝光、顯影過程中，露光的部份與不露光的部分由於結構與化學組成的差異導致不可溶與可溶的差別，而圖案便按底片忠實地轉移下來。乾膜光阻儲存不當便易產生顯影不潔或殘渣(Scum)的現象。目前台灣多使有鹼液顯像型之乾膜光阻(負型)，其高分子binder多含有酸性官能基。因此在不曝光的部份，鹼液的衝洗可以使光阻膠膜膨鬆而瓦解或乳液狀，然後脫離銅面。曝光反應部分則因結構較堅實且不易為弱鹼性之水溶液侵蝕，因此得以存留。但顯影時間過長仍會導致膨鬆而造成剝離或嚴重之滲透。這與光阻配方的設計好壞有直接的關係。另外蝕銅或電鍍後用強鹼液剝膜的速度也與此有關。一個乾膜光阻既有它顯影快且曝光部分能耐弱鹼，而又要在剝膜時要求快速膨鬆脫離面而漂浮於強鹼中，本是相互矛盾的情況。好的乾膜光阻設計便是能在這夾縫中，求取平衡而不需犧牲任何一項性能的表現。有些商品需要高溫強鹼來剝離，其原因應是在於求取顯影時的黏著能力。 肆、流程概述 1、板面前處理 將基板做清潔處理，並在基板表面進行微蝕粗化，以增進乾膜與基板表面間之附著性。 2、壓膜 2.1、乾膜介紹 乾膜(dry film)的構造見圖8.1, 1968年由杜邦公司開發出來這種感光性聚合物的乾膜後，PCB的製作就進入另一紀元, 到1984年末杜邦的專利到期後日本的HITACHI也有自己的品牌問世。爾後就陸續有其他廠牌加入此一戰場。 依乾膜發展的歷史可分下列三種Type： ──溶劑顯像型 ──半水溶液顯像型 ──鹼水溶液顯像型 現在幾乎是後者的天下,所以本章僅探討此類乾膜。 2.1.1、乾膜之組成 水溶性乾膜主要是由於其組成中含有機酸根，會與強鹼反應使成為有機酸 的鹽類，可被水溶掉。其組成見圖8.1 水溶性 乾膜最早由Dynachem 推出,以碳酸鈉顯像，用稀氫氧化鈉剝膜，當然經不斷改進才有今日成熟而完整的產品線。 2.1.2、製程步驟 乾膜作業的環境，需要在黃色照明,通風良好,溫濕度控制的無塵室中操作， 以減少污染增進阻劑之品質。其主要的步驟如下： 壓膜 靜置 曝光 靜置 顯像 2.1.3、壓膜(Lamination)作業 2.1.3.1、壓膜機可分手動及自動兩種,有收集聚烯類隔層的捲輪，乾膜主輪，加熱輪，抽風設備等四主要部份, 進行連續作業, 其示意見圖8.2 一般壓膜條件為： 壓膜熱輪溫度：120°±10℃ 板面溫度：50±10℃ 壓膜速度：1.5~2.5m/min 壓膜壓力：15-40 psi 2.1.3.2、傳統手動壓膜機須兩人作業，一人在機前送板，一人在機後收板並切斷 乾膜，此方式用在樣品、小量多料號適合，對人力、物料的耗用浪費頗多。 2.1.3.3、自動壓膜機市面上HAKUTO，CEDAL，SCHMID等多種廠牌，其機構 動作在板前緣黏壓乾膜方式及壓膜後緣切膜動作多有不同，但都朝產速加快，節省乾膜以及黏貼能力上在改進。 2.1.3.4、國內志聖幾年前開發自動壓膜機頗為成功國內多家大廠均有使用。 2.1.3.5、乾膜在上述之溫度下達到其玻璃態轉化點而具有流動性及填充性，而能 覆蓋銅面。但溫度不可太高，否則會引起乾膜的聚合而造成顯像的困難。壓膜前板子若能預熱,可增強其附著力。 2.1.3.6、為達細線路高密度板之高品質，必