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1、干膜制程工艺培训,培训内容,Shipley 及其干膜简介 Laminar 5038干膜的特性 Laminar 5038干膜的工艺运用与控制 实践中常见问题的解决,Shipley 及其干膜简介,Shipley 简介,Shipley 干膜简介,按最终用途干膜可分为以下几种类型： 第一类：如抗蚀干膜或抗镀干膜 - 此类干膜在制造中只起到某些特定作用而 暂时性地粘附在板面上。 第二类：如阻焊干膜 - 此类干膜在制造中将成为最终成品的一部 分而永久性粘附在板面上。 第三类：先进的感光绝缘材 - 用于镭射直接成像 (LDI) 的运用 - 或作为绝缘材用于HDI及封装方面的运用,Shipley 干膜简介,第
2、一类：抗蚀或抗镀干膜 抗蚀干膜 抗酸蚀干膜 - 801Y30, 801Y40, 102J30, 102J40 抗碱蚀干膜 - FL(20, 33um), 1400(20, 30um) 抗镀干膜 抗镀铜/锡(锡铅)干膜 - KE(38, 50, 62um), 7700(30, 38, 50um) 抗镀镍金干膜 - 5000(25, 33, 38, 50, 75um), 7300(13, 20, 25, 30, 38, 50, 75um),Shipley 干膜简介,第二类干膜 阻焊干膜 - Conformask 2515 第三类：先进的感光绝缘材 LDI干膜 - UitraDirect 630 U
3、ltraDirect 730/740 运用于HDI及封装制造的干膜 - NIT200 (25, 30 um), NIT1025,Shipley 干膜产品的应用,Laminar 5038干膜的特性,Laminar 5000,Laminar 5038干膜的 工艺运用与控制,DF5038 - 内层工艺流程顺序,DF5038 - 外层工艺流程顺序,5038干膜的工艺运用与控制,内层基板 板面：避免板面划伤、露基材(造成缺口/开路) 板边：应磨边去除边缘毛刺、铜屑，减少划伤及对曝 光过程中的污染。 板角：应倒弧角以划伤。 外层基板 应与内层基板作同样处理。 板孔质量：孔边应平滑、无批锋及毛刺，否则应作必
4、 要的处理，以避免掩孔穿破。,基板,5038干膜的工艺运用与控制,作用： 除去板面上的氧化物、油脂、手印等， 并提供微观粗糙的表面以增强干膜的附着力 和填覆性。,表面处理,5038干膜的工艺运用与控制,干膜的附着力强度取决于： 干膜的化学性质 板面的化学清洁度 板面的物理粗糙度,表面处理,5038干膜的工艺运用与控制,板面的化学清洁度: 水膜破裂试验是检验板面 化学清洁度的最佳方法 经前处理后的板面，水膜应保持 15 秒不破裂。,表面处理,5038干膜的工艺运用与控制,板面的物理粗糙度: 做SEM电镜及表面地貌分析可以 了解板面物理粗糙的程度。 板面的粗糙度可以通过采用不同规格的磨刷材或 磨料
5、，以及不同的磨刷参数(压力、速度)来获得。,表面处理,5038干膜的工艺运用与控制,表面处理,表面处理是干膜制程 中至关重要的基础与 根本!,5038干膜的工艺运用与控制,表面处理,方法： 化学清洗 机械磨板 火山灰磨板 铝氧粉磨板,5038干膜的工艺运用与控制,表面处理,表面处理,机械磨板,5038干膜的工艺运用与控制,含研磨材的鬃刷,压缩的毡刷,表面处理,机械磨板需控制的要素： “研磨材” 的规格 “去毛刺” - 180 or 240目 “磨板” - 320 or 500 目 磨刷的压力 / 磨痕宽度: 10 2 mm 速度 水的喷淋情况 烘干,5038干膜的工艺运用与控制,表面处理,机械
6、磨板常出现的问题: 局部深的划痕 刷子上出现油污 (刷子被污染) 不均匀的磨刷宽度 水膜破裂试验差 外层 - 由于磨板压力大而造成孔边无铜 内层 - 基材太薄易被损坏或被拉伸出现变形,5038干膜的工艺运用与控制,表面处理,机械磨板需要注意的保养事项: 磨刷应定期用砂板打磨以使刷毛长度一致，避免刷板出现划痕或磨痕宽度不均。 磨刷段的水喷淋方向应朝向磨刷，且喷嘴应通畅无堵塞 冷却磨刷，防止磨刷过热熔化而在板面上留下胶迹 。 磨刷磨损或被严重污染后应及时更换。 烘干段的传送轮和风刀应每周清洁一次，以避免磨刷后的板面再度被污染。,5038干膜的工艺运用与控制,贴膜,作用： 在热和压力的作用下，将厚度
7、均匀的干膜紧密地贴覆在板面上。,5038干膜的工艺运用与控制,贴膜,加热：使干膜温度达到其 Tg ,， 因而熔 融流动填覆于铜面微观缝隙处。 压力：协助驱使熔融的干膜填覆于铜面 微观缝隙处。,5038干膜的工艺运用与控制,贴膜,干膜与铜面的附着力源自： 化学力：干膜中含有的羧酸基团和未饱和 的有机化合物( - )会与铜( + )产生 化学作用，生成化学键。 物理力：干膜与不规则的微观粗糙的铜表 面之间产生相互的咬合作用。,5038干膜的工艺运用与控制,贴膜,5038干膜的工艺运用与控制,Cu+与羧酸基团作用,Cu+与未饱和的有机化合物作用 (生成双键),5038干膜的工艺运用与控制,贴膜需控制
8、的要素： 温度 压力 速度 压辘的状态 基板的状态,贴膜,5038干膜的工艺运用与控制,温度 进板温度: 20 - 50 压辘温度: 100 - 125 出板温度: O/L 43 - 60 I / L 63 - 71 进、出板温是指距压辘 前、后3“ 位置处板面的 温度。,贴膜,5038干膜的工艺运用与控制,压辘温度太高 压膜折皱、起泡 掩孔能力变弱 产生热聚作用,贴膜,压辘温度太低 附着力变差 填覆性变差 线路锯齿 渗镀,5038干膜的工艺运用与控制,压力 根据所用设备类型而定 手动贴膜机：30 - 60 psi 自动贴膜机：30 - 102 psi 压力过大 = 贴膜折皱、掩孔能力变差 压
9、力过小 = 附着力变差、填覆性变差、 线路锯齿、渗镀,贴膜,5038干膜的工艺运用与控制,速度 会影响干膜的流动性及出板温度 根据所用设备类型而定 手动贴膜机：0.8 - 1.5 m/min 自动贴膜机：1.8 - 3.5 m/min 速度过慢 = 贴膜折皱、掩孔能力变差 速度过快 = 附着力变差、填覆性变差、 线路锯齿、渗镀,贴膜,5038干膜的工艺运用与控制,贴膜,速度对干膜填覆性的影响: L/S=8/10 mils , Depth=6um,Speed=1m/min,Speed=2.5m/min,5038干膜的工艺运用与控制,压辘的状态 压辘的状态是影响压膜质量的重要因素 应随时注意检查压
10、辘的表观质量,贴膜,5038干膜的工艺运用与控制,压辘的状态 压痕宽度试验可以帮助检查压力在压辘上分布的均匀性。,贴膜,压辘两边位置压力偏小,5038干膜的工艺运用与控制,基板的状态 基板的热传质情况 -影响出板温度 板厚 铜厚 进板温度,贴膜,基板的表面质量 - 影响干膜的填覆性与附着力， 且板边粗糙会使板 边留下过多 的膜碎。 氧化物、水迹、油渍、手印 - 磨板后控制在1hr内完成， 并规范操作 杂物、碎片、纤维丝 - 贴膜前板面过粘尘机,5038干膜的工艺运用与控制,膜下的 碎片,贴膜,5038干膜的工艺运用与控制,作用： 在于通过底片和UV光的照射，使光照射部分产生聚合作用，从而作为后
11、续工步中的抗蚀层或抗镀层。,曝光,5038干膜的工艺运用与控制,光化学反应过程 光启始剂吸收U.V.紫外线光产生自由基； 自由基与反应单体产生聚合作用； 反应单体间不断产生聚合作用； 自由基消耗完后或因反应单体/聚合物的比例而使反应停止。,曝光,5038干膜的工艺运用与控制,曝光,粘结剂聚合物(黑色) 反应单体(红色) 聚合链(红色与蓝色),粘结剂聚合物(黑色)和反应单体(红色) - 曝光前,简单的干膜结构示意图,5038干膜的工艺运用与控制,工作参数： 曝光能量：35-75 mj/cm2 曝光级数：Cu9 - Cu11 (Stouffer 21 Step)， 应每4 hrs检查一次。 抽真空
12、度：良好，应辅以同厚度的导气条及人工起气， 必要时还需在底片上开气窗，帮助抽气。 曝光能量和曝光级数的测量均需通过工作底片的透光区。 曝光后停留15 min后才能进行显影。,曝光,5038干膜的工艺运用与控制,底片的控制 线路的质量 线宽/间距 开路、缺口、针孔 短路、突出、虚光 光密度 D. Max 3.8 D. Min 1.5 重氮片使用600次后其光密度会出现明显衰减。,曝光,5038干膜的工艺运用与控制,底片的控制 保护膜的运用 检查保护膜内杂质、折皱、汽泡等等。 底片的设计 板四周边框不应被曝光，避免产生膜碎。 板内的通孔不应部分遮光，部分不遮光，避免产生膜碎。 底片的清洁状况 底片
13、在使用前应作彻底检查及清洁。 底片应每曝光1-5次清洁一次。,曝光,5038干膜的工艺运用与控制,洁净度的控制 洁净房的清洁程序 洁净房的洁净度要求：10K 级 洁净房的温度要求：20 - 24 洁净房的湿度要求：40 - 60 % RH (环境的控制、无尘服的着装，等等) 局部的清洁程序 (曝光框架上、对位台上的灰尘、膜碎、或其它杂质的 清洁) 基板的清洁程序 避免手印、油脂物等的污染,曝光,5038干膜的工艺运用与控制,作用： 将未受光聚合部分之干膜溶解冲洗掉，从而使线路图形显现出来。,显影,5038干膜的工艺运用与控制,化学反应机理：,显影,羧酸基离子、钠或钾离子均完全溶于水。,5038
14、干膜的工艺运用与控制,浓度、PH、溶膜量之间的关系：,CO3=,显影,5038干膜的工艺运用与控制,溶液的化学分析： 酚酞作指示剂，分析活性CO32 -含量 CO32 - + H+ HCO3- (反应终点时PH=8.3) 甲基橙作指示剂，分析总CO3 根含量 反应( I ). CO32 - + H+ HCO3- 反应( II ). HCO3 - + H+ CO2 + H2O (反应终点时PH=4.3),显影,5038干膜的工艺运用与控制,工作参数： 溶液浓度：1 % wt NaCO3 PH: 10.5 (PH 1.5 Bar 喷淋时间：45 - 60 secs 50 - 60 % 显破点(Br
15、eakpoint) 溶液负载量：0.15 m2/l 消泡剂添加量：0.05 - 0.1 AF86,显影,喷淋图形的影响因素： 喷淋压力与流量 喷嘴的类型与构造 喷嘴的状况 传送轮的数量、大小与排列,5038干膜的工艺运用与控制,显影,喷淋压力与流量 调节阀门应能调节喷淋压力与流量。 喷嘴的类型与构造: 扇形喷嘴 高压力/低流量 显影侧壁和解析度质量较好 锥形喷嘴 低压力/高流量 显影速度快,5038干膜的工艺运用与控制,显影,喷嘴的状况 随时检查喷嘴是否有磨损或堵塞 定期维护清洁设备，防止残渣积聚在喷淋管或喷嘴。,5038干膜的工艺运用与控制,显影,均匀的BP,喷嘴被堵塞,喷嘴丢失或漏液,传送
16、轮的数量、大小与排列,5038干膜的工艺运用与控制,显影,不均匀的BP,均匀的BP,5038干膜的工艺运用与控制,显影,水洗的控制： 控制喷淋图形和喷淋压力。 水洗的有效长度应至少是显影长度的1/2，最好是1:1长度。 水洗温度应控制在15-27 新鲜水补充量的控制非常重要：400-600 litrs/hr 水洗缸应每班更换一次。 水洗喷嘴和挤水辊应随时进行检查并作必要的清洗。,5038干膜的工艺运用与控制,显影,显影液和水洗的过滤： 过滤掉溶液中的膜碎、粘性物或其它杂质。 过滤的利用可以明显地改善细线路的合格率。 一般使用5-10 um的PP滤芯。,5038干膜的工艺运用与控制,显影,烘干的控制： 显影出来的板子应被吹干，否则，未 吹干的板子易出现： 线边的残余水会继续溶解干膜，因而造成线路锯齿。 板面过多的水迹易造成铜面氧化严重，从而造成电镀不均匀。,5038干
