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1、1,長興干膜 教 育 訓 練 課 程,2,【課程大綱】 1.乾膜光阻製程 1.1.銅面前處理製程 1.1.1.外觀檢查 1.1.2.酸洗 1.1.3.銅面處理 1.1.4.水洗 1.1.5.吸乾吹乾、烘乾 1.2.壓膜製程 1.2.1.壓膜前清潔 1.2.2.壓膜 1.2.3.壓膜後清潔,3,1.3.曝光製程 1.3.1.曝光前底片檢查、清潔 1.3.2.曝光 1.3.3.曝光後靜置 1.4.顯影製程 2.無塵室管理 2.1.何謂無塵室 2.2.無塵室等級區分 2.3.無塵室人員及物品進出之管理與清潔 2.3.1.人員及物品進出 2.3.2.無塵室清潔 2.4.無塵室人員穿著,4,3.設備參數
2、 3.1.刷磨機 3.2.壓膜機 3.3.曝光機 3.4.顯影機 4.乾膜製程缺點預防及改善方法 4.1.刷磨製程 4.2.壓膜製程 4.3.曝光製程 4.4.顯影製程,5,5.乾膜各製程機台保養程序 5.1.刷磨機 5.2.壓膜機 5.3.曝光機 5.4.顯影機,6,【1.乾膜光阻製程】 早在1950年代左右乾膜使用於印刷工業上取 代非感光性溼膜阻劑之塗佈作為影像轉移。到了 1968年美國杜邦公司首度發展出應用於電子工業 的感光性聚合物乾性移像膜，PCB製造也開始步入 另一個里程碑。而杜邦公司的專利權到1984年結 束後，陸續有多家世界級的公司也發展出自有品 牌加入商場競爭。例：Morton
3、、Eternal等。 乾膜依其機轉作用可分為正片工作膜(Positive Work Film or Positive Image)及負片工作膜 (Negative Work Film or Negative Image)兩種,7,前者是指乾膜受到感光刺激的部分會發生分解作用而被顯影液所洗掉；未感光的部分則留在物體表面上。後者是指乾膜受到感光的部分會發生聚合作用而硬化，未感光處則為原來的單體分子而被顯像液所洗掉。目前乾膜製程以使用後者為主。 乾膜依效能發展先後大致可分為下列三種： *溶劑顯像型 *半水溶液顯像型 *鹼(全)水溶液顯像型 目前業界均以使用鹼水溶液顯像型為主，前兩者已近乎淘汰。,8,
4、乾膜光阻主要以下列三種不同材料夾心而成 *蓋膜層(Cover Sheet材質為聚酯類Polyester， 簡稱PET，商名為Mylar)。 *感光阻劑層(Photopolymer Resist)。 *隔膜層(Separator Sheet材質為聚乙烯 Polyethyleve),9,感光阻劑層為附著於銅面上之主體，下列針對其結構作一介紹： *連結劑(Binder) 例：Polyacrylate、Polyurehanes Polystyrene、Polycarbonates Copolyester、Epoxy 主要為含酸基的線型熱可塑性高分子，目的在使乾膜組成具成膜性，並提供酸基供乾膜顯像及剝膜
5、時與鹼液作用。其應注意要項如下： a.玻璃軟化程度(Tg)、壓膜時膠在銅面上流動性 、填孔隙能力、儲存時流膠程度。 B.分子量-乾膜蓋孔性(Tenting)能力。 C.酸價-顯像和剝膜速度及耐鹼能力。 d.溶劑-毒性、生產時烘乾操作條件。,10,*光反應單體(Photomonomer) 例：單官能基(Monofunctional)BA、EA 雙官能基(Difunctional)HDDA、TPGDA、 PEGDA 多官能基(Multifunctional)TMPTA、 PETA、DTMPTA 含未飽和雙鍵的單體或寡聚體(Oligomer)，目的在使曝光時進行自由基鏈聚合反應 (ChainReac
6、tion)。其注意要項如下： a.黏度-可與連結劑共同調整乾膜至適當黏度，而 得到良好貼膜性且避免流膠。 b.毒性-沸點高、揮發性低、對皮膚刺激性低。 c.反應性-自由基鏈聚合反應速率越快越佳。 d.互溶性-與其他元素組成互溶性需佳。,11,*光起始劑(Photoinitiator) 例：Benzoin、Benzophenone、Irgacure 907、 Irgacure 651、Irgacure 369、ITX、 CTX、DETX 起始劑吸收UV光後形成自由基型態，目的在提供光反應單體聚合所需的自由基。通常會含有數種起始劑以便吸收不同波長的UV光。其注意要點如 下： a.反應性-在越低曝光
7、能量下仍有高濃度自由基生 成。 b.熱安定性-儲存、生產壓膜時不可有自由基生成 。,12,*可塑劑(Plasticizer) 例：Plthalic Esters 、Glycol Esters Phosphoric Esters 可塑劑可增加壓膜時乾膜的流動性、增加填孔隙 能力，促進乾膜與銅面的密著度。其注意要點如下： a.相容性-須與其他組成混合呈均勻狀態。,13,*染料(Dye) 例：Acid Green 、Ethyl Violet、 Methyl Green、Mehtyl Violet 染料可使乾膜本身具有顏色以便於辨識，一般以藍色或綠色為主。其注意要點如下： a.吸光性-避免和光起始劑吸
8、收相同波長的光。 b.污染性-不可有滲出情形，以免影響電鍍操作。,14,*變色劑(Color Changing Agent) 例：Leuco Crystal Violet、Diphenylamine Triphenylaniline、Dibenzylaniline 變色劑可促使乾膜在曝UV光時由無色變為有色， 以利作業員辨識。其注意要點如下： a.吸光性-避免和光起始劑吸收相同波長的光。 b.污染性-不可有滲出情形，以免影響電鍍操作。 c.發色率-變色要深，一般為藍色。,15,*安定劑(Stabilizer) 例：Hydroquinone、Nitrobenzene、 P-toluquinone
9、、Cuprous Chloride 安定劑主要防止乾膜熱壓時 而產生聚合。它也可延長乾膜儲存期限。其注意要點如下： a.安定性-不可妨礙乾膜其他元素之進行。 b.污染性-不可有滲出情形，以免影響電鍍操作。,16,*黏著促進劑(Adhesion Promoter) 例：Thiohydrazide、Diphenyl Carbazone 2-Mercaptobenzothiazole 其主要目的為增進乾膜底部與銅面密著，主要成分為含氮之雜環化合物(Hetero Cylic Nitrogen COM Pounds)。其注意要點如下： a.安定性-不可妨礙乾膜其他元素之進行。 b.污染性-不可有滲出情形
10、，以免影響電鍍操作。,17,*溶劑(Solvent) 例：Acetone、Methyl Ethyl Ketone、 Methyl Acetate、Xylene、Ethyl Acetate 其主要用途在溶解各成份，使組成均勻，以利塗膠(Coating)操作。,18,1.1.銅面前處理製程 製程：外觀檢查酸洗銅面前處理(刷磨) 水洗微蝕 水洗吹乾、烘乾 1.1.1.外觀檢查 裸銅板在進入銅面前處理線前應先行檢查板 邊是否有空洞、銅面嚴重凹陷、銅皮脫落、三角刮傷等影響刷磨品質之異常現象發生。若有上述異常現象則應將板子退回前製程重工。,19,1.1.2.酸洗 其目的在於將銅面上的油脂、氧化物等異物以稀
11、硫酸噴洗的方式將其去除。調配藥水方式為 首先在酸洗槽內加入純水約八分滿，再緩慢倒入純硫酸，調配成35%之稀硫酸。例：若酸洗槽為 500L則可加入1525L純硫酸。 調配酸洗液時一定要穿著防護衣、橡膠手套 、護目鏡以避免皮膚沾附硫酸而受傷。另一注意 重點是一定要在酸洗槽內先注入純水，才可緩慢 倒入硫酸，以免硫酸因快速脫水作用而濺出，傷害人體。,20,1.1.3.銅面處理 乾膜對板子的銅面附著力要求相當高，一般 需承受50分鐘以上的線路鍍銅及15分鐘左右的氟 硼酸錫鉛電鍍，而高分佈力錫鉛鍍液中含有游離 氟硼酸高達400g/L以上，因此銅面上的附著力特顯重要，否則易出現間距區(Spacing)的滲鍍
12、現象，造成蝕銅的困難而成鋸齒狀線路，嚴重者甚至形成短路。因此藉由機械刷磨法、化學法及噴砂法等方式處理使附著於裸銅板面上油脂、異物及板面氧化情形能夠排除，並獲得平整且粗糙度一致的銅面，再經由吹、烘乾板子使其成為一片具有良好附著力的待壓膜板，以利壓膜製程能順利進行。為獲得良好的銅面，我們須對其進行加工處理，隨著板子型態不同而有以下處理方式：,21,一、刷磨(Brush) 利用刷磨輪均勻拋刷銅面使其平整且刷痕一致，並獲得均勻粗糙度，如此對乾膜才有良好的 附著力，而為了了解銅面清潔度及粗化度是否合格，可作水破實驗及刷幅試驗加以驗證。(水破至少15秒,刷幅0.81.2cm) 刷磨輪可分為下列三種： 1、
13、尼龍刷輪：大都以滲有Silicon Carbide等研 磨劑抽成的塑鋼纖維為基材製成，其最大優點 為耐用。 2、不織布刷輪：以不織布磨片為基材製成的圓筒 狀刷輪，清潔力強，磨刷後銅面較平滑，缺點 為較不耐用，磨屑較多。 3、白毛清洗刷輪：以未滲有研磨劑的尼龍纖維為 基材，主要用在表面清洗。,22,二、噴砂法(Pumice) 噴砂法即為Pumice，其為約70%矽化物火山岩所組成，具有刷磨及吸收兩種功能。Pumice利用其外表粗糙且多孔接觸到銅面時能將氧化物去除，Pumice除粗化銅面外，尚可粗化非銅面Epoxy(環氧樹脂)表面。 三、化學微蝕法(Microetch) 化學微蝕法只針對內層軟板(
14、8mil以下)使用以避免軟板遭刷磨輪損壞。然而隨著科技進步PCB 層次愈來愈高，化學微蝕法也會搭配刷磨法一起針對外層板進行銅面處理，加強粗化作用，以利 獲得更加之銅面附著力，提昇壓膜品質。,23,*微蝕槽液配槽方法 (1)先行確認微蝕槽體積，以500L為例。 (2)先於建浴槽加水至500L，取50L純硫酸加入建 浴槽。 (3)取50L硫酸雙氧微蝕劑(安定劑)加入建浴槽。 (4)取50L雙氧水加入建浴槽。 (5)將上述已配好之藥液引入微蝕槽即可。,24,*銅面處理製程優缺比較表,25,1.1.5.水洗 水洗最主要的用意在於將先前板子銅面經由 刷磨、化學微蝕處理後所產生之銅屑及化學微蝕 藥液沖洗乾
15、淨，而顯露出完美之銅面。為能提供良好的水洗效果，應注意下列事宜： *定時檢查噴嘴是否阻塞。 *噴嘴噴出的水型應為扇型，且應一致與滾輪軸 心平行。 *噴嘴方向應向入料方向偏移約5度左右，以防止 廢水殘留在銅面上。,26,1.1.6.吹乾、烘乾 因板子先前經由純水高壓噴洗，故在進入壓 膜製程時需將板子銅面上的水分藉由風刀強力吹乾及烘乾，並將其板面工作溫度加溫至755左右，以利板子能順利與乾膜結合。風刀的風源係由鼓風機提供，為得到較潔淨之風源，一般而言鼓風機均會加裝過濾罐，以過濾空氣中的雜質。所以工作人員應定期清潔過濾罐及風刀出口，以防止異物藉由風刀強力吹向板子而造成反沾。,27,1.2.壓膜製程(
16、Lamination) 製程：壓膜前清潔壓膜壓膜後清潔、靜置 1.2.1.壓膜前清潔 裸銅板經由刷磨前處理線處理後會產生甚多 銅粉等異物，故需經由清潔機予以黏除板上之異 物，以防止髒點產生。其注意要點如下： *需使用高黏度之黏塵紙。 *每清潔5080panel則需將黏塵紙割除更新。 *上、下黏塵滾輪需平整，不得有凹陷、缺口等影 響清潔品質之情形發生。 *每日應要求作業人員使用酒精或異丙醇擦拭黏塵 滾輪，以防止其老化或沾附殘膠，而造成困擾。,28,1.2.2.壓膜 乾膜是由蓋膜層、感光阻劑層、隔膜層等三 者合而為一。為了將乾膜完整的貼附在銅面上， 因此利用壓膜機的捲輪將乾膜底部隔膜層撕開，使中間的感光阻劑層藉由溫度已達11010的壓膜滾輪將其壓在加熱的銅面上，而乾膜在壓膜滾輪高溫加熱下，感光阻劑層會形成流體狀，使其能貼附在具有均勻粗化面的銅面上。 乾膜在高溫下達到其玻璃態轉化溫度而具有流動性及填充性，能深入具有均
