2.2.1乾膜介B
乾膜(dry film)的造D8.1,1968年由杜邦公司_l出磉@N感光性聚合物的乾膜後,PCB的u作就M入另一o元,到1984年末杜邦的@狡卺崛毡镜HITACHI也有自己的品牌世。後就m有其他S牌加入此一觥
依乾膜l展的v史可分下列三NType:
-溶╋@像型
-半水溶液@像型
-|水溶液@像型
F在乎是後者的天下,所以本章H探此乾膜。
A. 乾膜之M成
水溶性乾膜主要是由於其M成中含有C酸根,c|反钩橛C酸的},可被水溶掉。其M成D8.1 水溶性乾膜最早由Dynachem 推出,以碳酸c@像,用稀溲趸c膜,然不喔倪M才有今日成熟而完整的a品。
B. u程步E
乾膜作I的h境,需要在S色照明,通L良好,穸瓤刂频om室中操作,以p少污染增M阻┲焚|。其主要的步E如下:
耗ぉねV茅て毓猢ねV茅わ@像。
2.2.2 耗(Lamination)作I
A. 耗C 耗C可分手蛹白煞N,有收集聚烯隔拥暂,乾膜主,加彷,抽LO涞人闹饕糠荩M行Bm作I,其示意D8.2
一般耗l件椋
耗彷囟取 120°±10℃
板面囟 50±10℃
耗に俣 1.5~2.5米/分
毫Α 15-40 psi
a. 鹘y手耗C扇俗I,一人在C前送板,一人在C後收板K切嗲ぃ朔绞接迷悠贰⑿×慷嗔咸m合,θ肆Α⑽锪系暮挠美速MH多。
b. 自耗C市面上HAKUTO,CEDAL,SCHMID等多NS牌,其C幼髟诎迩熬黏呵し绞郊耗め峋切膜幼鞫嘤胁煌汲a速加快,省乾膜以及黏N能力上在改M。
c. 戎年前_l自耗CH槌晒榷嗉掖S均有使用。
d. 乾膜在上述之囟认逻_到其玻璃BD化c而具有流有约疤畛湫裕芨采w~面。但囟炔豢商撸t鹎さ木酆隙斐娠@像的困y。耗 前板子若能A幔稍其附著力。
e. 檫_路高密度板之高品|,必h境及O渖现郑ぶ耗ば枰om
室中M行(10K 以上),h境囟刂圃
23°±3℃,相穸350%RH±5%左右。
操作人T也要手套及抗o之om衣帽。
2.3 曝光 Exposure
2.3.1 曝光CN
-手优c自
-平行光c非平行光
-LDI雷射直接暴光
A. 手悠毓C,是⒂匕遄由舷碌灼允佣PINξ会幔腿C台面, 吸真空後曝光。
B. 自悠C一般含Loading/unloading,於板子外框先做好工具孔,做初步定位再由C台上之CCD,Check底片c孔的ξr,K做微{後入曝光^曝光。依目前的精密求程度,不以XC器自ξ唬峙伦霾坏胶闷焚|的板子。
C. 如何量y及u估曝光C的平行度:
-定x:平行度(collimate)字面的意思就是使直向行M,而光的眼光而言t是光行M同r垂直於照射面。
D8.3是平行光c非平行光之比^。
-平行度的影:而研判平行直M的方法有值可供⒖迹叫醒蚪 (Collimate Half Angle)及偏斜(Declination Angle)。此二值可大略判 曝光C的平行度及曝光可能造成的认蚱疲惨虼巳羰褂梅瞧叫衅毓C 曝光其影像衅霞暗撞认蝻@像的}。
-量y方法及工具:
一般量y平行度的方法是用一N叫平行度像C(Collimation Camera) 其量y方式是以此工具置於感光或感光物上曝光,之後再量偏移度,其示意D如下(D8.4(a,b)):
D. 非平行光c平行光的差,平行光可降低Under-Cut。其差c,可D8.5,@影後的比^。做路(4mil以下)非得用平行光之曝光C。
E. 另有一NLDI(Laser Direct Imaging)D射直接感光之O渑c感光方式。是利用 特殊之感光膜coating在板面,不底片直接利用D射呙杵毓狻F浼可做到2mil以龋枚beam方式18in×24in的板子,已有Q曝光rgH30秒。
2.3.2 作I注意事
A. 偶氮棕片的使用
手悠毓庖蜓鲑人目ξ唬虼俗仄怯斜匾模悠毓C由C器ξ凰砸话愫诎椎灼纯伞W仄勖^短。
B. 能量的O定
曝光C中有光能量之累e算器,光能量子 (以焦耳或毫焦耳挝唬┦侵腹度(瓦特或毫瓦特)crg的乘e,即
mili - Joule = mili Watt w Sec. 焦耳=瓦特w秒
曝光C上有可以{拥墓饽芰底宙I,K有y光度之b置,O定某一光能量底轴峒纯勺龆芰恐毓猓慨光源紫外衾匣度衰pr,O定系y即友娱Lrg以_到所需的光能量。定期以"hotometer" 或"Radiometer"做校正工作。
C. Stouffer 21 Step Tablet
Stouffer 21 step tablet是IN-processOy曝光@像後的l件是否正常,D8.6。它是放於板c正常板一悠毓猓V眉帮@像後,其21格上之乾膜留有色u淡,至完全露~的化,最重要其已@像及仍存板面之交界是落於第格。一般适8~10格,Follow各S牌所o的Data Sheet。
D. 吸真空的重要
非平行光的作I中,吸真空的程度是影曝光品|的重大因素。因底片c膜面有g隙U大under-cut。一般判噘No程度是光罩上之Mylar面出F的 牛Dh(Newton Ring)的r,以手碰|移樱襞nDhK不樱t表吸真空良好。手幼I,r常作IT尚要以"刮刀"o助刮除空猓诵幼魇上O易影ξ患暗灼勖F叫泄庠t此}可降至最低。
E. ξ
蹲悠毓C碚f,偏位不是不},只要u估好O涞难u程能力以及So工作底片的蚀_度即可,但手悠毓C作I影识鹊淖稻秃芏啵
<1> PIN孔大小的x
<2> 上u程通孔的厚度分析
<3> 孔位蚀_度
<4> 底片套板的方式
<5> 人目`差
上述He常因素,各S彤a品哟硖嵘ぷI的u程能力。
F. o置
曝光後板子隔板置放10~15分吸收UV能量後的resist Film聚合更完全。
G.高度的UV光路而言是十分重要的,因樗械墓庾瓒己姓诒 (Inhibitor),而此遮蔽┯UV光r得却罅肯摹R虼巳绻萌豕馄 光,t用^Lrg磉_到必的能量,如此有^多的rg未光^的遮蔽U散至曝光^,如此只要有一c折光或散射就纬删酆希a生z@影不等}。因此使用光曝光C有助於的u作,有zK不是代表只是@影不或水洗不良的}。
一般而言5mW/cm2能量密度σ话愕木路已有不e的效果,如果要有更佳的解析度t高一些的光度有助於改善之。
H. 影解析度的因子互雨PS有:(I)曝光rgL短(2)未曝光^遮蔽┑牧 (3)散射折射光的多少。其中第二是碜怨痰恼{配^o法{整,第(1)可考]控制光度砀纳破淦焚|,第(3)t使用平行曝光C及加曝光前真空作I助。
2.4. @像Developing
2.4.1槽液成份及作Il件
溶液配方 1-2%之碳酸c(重量比)
囟取 30 +_2 ℃
15-20 PSI
水洗 27°-29℃,水40 PSI
pH 10.5 -10.7,
Break point 50~70% Auto dosing
2.4.2作I注意事
A. @像是把尚未l生聚合反^域用@像液⒅_洗掉,已感光部份t因已l生聚合反床坏羧粤粼阢~面上成槲g刻或之阻┠ぁW⒁庠陲@像前不可忘把表面玻璃撕掉。
B. @像cBreak point ( O渫该魍庹挚吹揭呀完全@F出D拥脑c的距 xQ之)潇50~70%g,不及,~面有scun留,太^,t有膜屑或 undercut^大。最好有自犹砑酉到y(auto-dosing).另外⑾到yO良否也绊@像c.
C. @像良好的缺橹北谑秸撸@像不足r容易l生膜渣(Scum) 造成g刻板的短路、~碎、及X突出之,@像C液系y之^V不良r也 造成此N缺c。z查Scum的方法可用5%之氯化~溶液(Cupric Chloride CuCl 2) 或氯化@溶液浸泡,若~面上仍有r亮的~色r,即可判嘤 Scum留。
D. @像完成板子切不可B放,用Rack插立。
至於精密路板之乾膜耗ぜ捌毓^t10,000已颉
B. om室品|之控制有三要件,防止外界m埃之M入、避免炔慨a生、及清 除炔考扔兄m量;需在h境系y上加bM庵^VO洹⒐ぷ魅T穿戴不易起m之工作服、鞋、手套、^罩。室妊b配t癖砻嫫交板、op地板、饷苁街彰骷肮苍O施、M出口之Air Shower,室人惋Lt袼恿(Laminar Flow)及垂直恿鞣绞揭韵饬鞯乃澜牵苊m埃的 聚e。
C. 乾膜^之照明辄S色光源以避免乾膜於正式曝光前先感光,此NS光波L必在500 n m(naro-meter10 m,或5000A),比500nm短的光源中含有紫外而е虑ぶ植扛泄猓忻嫔嫌薪瘘S色日光艄艹鍪郏谝话闳展敉饧友b橘S色粽忠部墒褂谩
B. o解~在Additiveu程方面是O橹匾挠绕涫歉咂焚|高x裥缘o解~,是高密度高信度板使用u程的必要l件。然而一般o解~析出速率s2~2.5μm/Hr其析rg相煽s短2~4分之一。
C. o解~而言,抗光阻的x是最揽恋},由於光阻僮髟70℃的|性化W~液中,介面g的肮庾枧蝮是被Jx的主要恿Α;W~反 a生的猓械谋⊙趸~表右蜻原反ユIY力,都是x的可能原因。
D. ^有效的防止x方式可以考]Ρ砻媸┮圆煌慕偬怼5足~的化W位相-600mV,氧化~相涞倪原位-355mV,由於原位高於化反虼诉原反O易a生x。若要保持良好的IY力就必找一更低位的金俑察镀渖弦苑乐狗Zn/Sn/Ni都是有C慕伲凿而言C明m的覆w厚度可得到承受浸泡化W~40Hr仍不x的Y合效果,其厚 度s0.5±0.1mg/cm2,金也是可x窦Y合力的金佟
E. 鹘y的光阻是以溶┬橹鳎颦h保}而使I界ε浞接兴{整,加入H水性物|,光阻可使用水溶液@影。但一般水溶性光阻由於是|性@影系y,用化W~抗⒁蛴H水分子^多而a生膨}。因此有新系yl展出恚H水分子{整至最佳r後以低|性}及高]lc溶┙M合成@影液,@影液之最大成份仍樗绱瞬腥奈kU。而此光阻┛沙惺芗s40小r化W~浸泡不致有},只是光阻y免有溶出物绊液析出速度及出品|,因此其配方是必考]以p少影槟恕R话阖型光阻其本身展庠茨芰浚虼烁纳乒庾柰腹庑砸垣@得良好P直的壁面,是光阻改善的方向。有部份光阻已可作到光阻厚度76μm厚度以下,30μmg距的解析度。
F. ^程中如何防止s|w粒的a生,路而言⑹且淮笳n}。Semi additiveu程而言,若先使用高劐~(化W或),再以^冷的a槽 保o樱伸豆庾崦冷s而在~路c光阻端a生s1μm的空隙,因此ar也蟛糠荼诲a上,因此可加保o效果@得更好的路。
G. 薄膜技g也可用於u程,一薄Cr-Cu底咏僖R於底材上,以22 μm厚的光阻作I,以Semi additiveu程化W~浸s4Hr,去除光阻後由於底 颖∧ず鼙。虼擞Ion milling即可,不必作a保o。
H. Fully additive是另一N方式,其作I是以UV型乾膜式增黏(Adhesive)焊 於渲妫UV聚合後孔粗化再以活化(|媒)覆於表面,其後以光阻定x出 溴^,槭构庾枘芸果|可用UV光⒐庾韫袒僖曰~填入溴^,其後光 阻本身也保留成板面的一部份。|媒一般多用aZzw,若附以m厚度既可⑹蓟~反r能保有一定^阻。