MultilayerPCBImageTransferTechnologyI曝光原理與曝光機(jī)課程綱要多層板製程曝光製程光阻曝光原理曝光光源系統(tǒng)曝光量測曝光原理與曝光機(jī)多層板製程曝光原理與曝光機(jī)多層板MultilayerPCB結(jié)構(gòu)通孔ThroughHole孔徑孔環(huán)AnnularRing絕緣介質(zhì)層Dielectric線路線距線寬內(nèi)層2內(nèi)層1傳統(tǒng)多層板增層法多層板曝光原理與曝光機(jī)結(jié)構(gòu)術(shù)語及尺寸單位導(dǎo)通孔ViaHole目的:連接各層電路孔徑Ex.機(jī)鑽通孔0.35mmEx.雷射盲孔6mil孔環(huán)AnnularRingEx.單邊+5mil縱橫比

AspectRatio板厚/孔徑鑽孔,電鍍能力孔間距100mil=2.54mm50mil=1.27mm線路Power/Ground層信號(hào)層Signallayer線路Conductor焊墊Pad線寬/線距(L/S)LineWidth/LineSpace6/6=150/150

m5/5=125/125

m4/4=100/100

m孔間(100mil)過幾條導(dǎo)線8/8→過2條6/6→過3條5/5→過4條曝光原理與曝光機(jī)外形術(shù)語及尺寸單位多層板Multi-layer層數(shù)layercount:Cu層數(shù)內(nèi)層innerlayerEx.L2/L3,L4/L5外層outerlayer零件面ComponentsideEx.L1銲錫面SoldersideEx.L6外尺寸長度寬度Ex.20"x16"板厚Ex.63mil(條)=1.6mm尺寸單位英吋inch1inch=1000mil =25.4mm英絲mil1mil=0.001inch =0.0254mm =25.4

m5mil=0.005inch =0.125mm =125

m1mm=39.37mil曝光原理與曝光機(jī)疊板結(jié)構(gòu)例：4L疊板L1-1oz:1.4mil1080:2.5mil7628:7.0milL2/L3- 1.0mm,1/1:40mil7628:7.0mil1080:2.5milL4-1oz,1.4milTotal=61.8mil=1.569mm例：6L疊板L1-1/2oz:0.7mil1080:2.5mil7628:7.0milL2/L3- 0.38mm,1/1:17.8mil2116:4.0mil2116:4.0milL4/L5- 0.38mm,1/1:17.8mil7628:7.0mil1080:2.5milL6-1/2oz,0.7milTotal=64mil=1.6mm曝光原理與曝光機(jī)多層板製程示意曝光原理與曝光機(jī)裁板銅箔基板磨邊導(dǎo)角內(nèi)層剝膜內(nèi)層蝕刻內(nèi)層顯像內(nèi)層曝光乾膜貼合前處理內(nèi)層AOI疊板壓合黑/棕氧化鍍一次銅化學(xué)鍍銅除膠渣去毛邊鑽孔乾膜貼合鍍二次銅前處理外層曝光外層顯像鍍錫鉛外層剝膜外層蝕刻噴錫鍍鎳金文字印刷文字烘烤塞孔印刷防焊後烤綠漆顯像防焊預(yù)烤防焊塗佈前處理防焊曝光成品檢查斜邊成型真空包裝成品清洗V-Cut電測剝錫鉛外層AOI典型多層板製程

Multi-LayerProcess基板處理

內(nèi)層製程

壓合鑽孔鍍銅

外層製程

防焊製程

表面處理

檢驗(yàn)成型曝光原理與曝光機(jī)曝光製程

曝光原理與曝光機(jī)印刷電路板影像移轉(zhuǎn)製程影像移轉(zhuǎn)ImageTransfer將PCB設(shè)計(jì)圖像(Pattern)的工程資料由CAD/CAM上轉(zhuǎn)移至網(wǎng)板或底片上使用印刷或曝光方式將底片上影像移轉(zhuǎn)至阻劑上再經(jīng)由蝕刻、電鍍或單純顯像方式製作線路或遮蓋部分板面曝光製程內(nèi)層InnerLayerPrimaryImage外層OuterLayerPrimaryImage防焊SolderMask選擇性鍍金SecondaryImageTransfer曝光原理與曝光機(jī)曝光製程-內(nèi)層內(nèi)層PrintandEtch光阻在線路製作製程 中使用，蝕刻完成後除去內(nèi)層曝光光阻抗酸性蝕刻光阻塗佈壓膜DryFilmLamination滾塗RollerCoating乾膜：壓膜→曝光→顯像→蝕刻→剝膜 膜厚1.0,1.3mil，能量45~60mj/cm2濕膜：塗佈→預(yù)烘→曝光→顯像→蝕刻→剝膜 liquidfilm10~15

m厚，需80~120mj/cm2 因無Mylar層可做較細(xì)線路曝光原理與曝光機(jī)曝光製程-外層外層PatternPlate光阻在線路製作製程 中使用，電鍍完成後除去外層曝光(負(fù)片流程)光阻抗電鍍，抗鹼性蝕刻光阻塗佈壓膜DryFilmLamination乾膜：壓膜→曝光→顯像→電鍍→剝膜→蝕刻 膜厚1.3,1.5mil曝光原理與曝光機(jī)外層正片/負(fù)片流程內(nèi)層曝光正片PrintandEtch流程曝光聚合部分保護(hù)線路曝光顯像蝕刻外層曝光負(fù)片流程PatternPlate曝光聚合部分非線路曝光顯像電鍍蝕刻正片Tenting流程TentandEtch曝光聚合部分保護(hù)線路曝光顯像蝕刻曝光原理與曝光機(jī)內(nèi)層與外層製作比較內(nèi)層流程外層負(fù)片電鍍流程外層正片Tenting流程曝光原理與曝光機(jī)曝光製程-防焊防焊LPSM保護(hù)銅面PCB上永久性保護(hù)層防焊曝光光阻塗佈網(wǎng)印FloodScreenPrinting簾塗CurtainCoating噴塗SprayCoating塗佈→預(yù)烤→曝光→顯像→後烘烤→UV硬化 約0.8mil厚，能量400~600mj/cm2曝光時(shí)需抽真空使底片密貼板材並隔絕氧氣使聚合反應(yīng)加速完成曝光原理與曝光機(jī)光阻曝光原理

曝光原理與曝光機(jī)365nm光阻聚合製程光阻(乾膜/濕膜)→曝光聚合(UV)→顯像(碳酸鈉)曝光原理及製程G-line:436nmH-line:405nmI-line:365nm曝光原理與曝光機(jī)光阻反應(yīng)機(jī)構(gòu)Sensitizer光敏劑接受初始能量,啟動(dòng)反應(yīng)(搖旗吶喊)Photoinitiator感光起始劑接受,產(chǎn)生自由基,抓Monomer,連鎖反應(yīng)形成聚合物對320~380nm波長敏感Monomer單體Crosslink,MigrateInhibitor遮蔽劑在未曝光時(shí)維持不反應(yīng)(警察),MigrateBinder塑化劑強(qiáng)度曝光原理與曝光機(jī)負(fù)型光組基本組成PolymerAcrylatetype,EpoxytypeCrossLinkerTri-,Tetra-,Penta-functionalSensitizerAcceptenergy,thentransfertophotoinitiatorPhotoinitiatorAcceptenergytransferredfromsensitizerSolventControlviscosity,andfilmthicknessOtheradditivesLevelingagent,Inhibitor,Surfactant,Antioxidant曝光原理與曝光機(jī)光阻感光聚合過程自由基轉(zhuǎn)移TransferFreeRadical聚合/交聯(lián)Polymerization/CrossLinking單體吸收自由基Monomer+R’形成聚合體Polymer顯像DevelopingNa2CO3紫外線照射UVRadiation光啟始劑裂解Photoinitiator出現(xiàn)自由基FreeRadicalR’PI+hPI*ITX+hITX*ITX*+PIITX+PI*Monomer&Oligomer+PI*Polymer+PI曝光原理與曝光機(jī)曝光對乾膜結(jié)構(gòu)的變化曝光原理與曝光機(jī)線路曝光作業(yè)的考量因素反應(yīng)特性聚合反應(yīng)速率與配方、塗佈厚度、UV照度及UV光源發(fā)射光譜分佈等有關(guān)。聚合反應(yīng)中能量的累積是持續(xù)性的，反應(yīng)開始後如因故UV照射受干擾而中斷時(shí)，將導(dǎo)致反應(yīng)不完全。聚合反應(yīng)中應(yīng)儘量隔絕氧氣的接觸，因氧的活性大，會(huì)抑制其它自由基的聯(lián)結(jié)，降低聚合反應(yīng)速率。作業(yè)要求提高光阻與銅面附著力曝光顯像後光阻側(cè)壁垂直且殘足短達(dá)到最佳光阻解析能力曝光能量↓時(shí)，解析度↑曝光能量↑時(shí)，聚合效果及抗化性↑達(dá)到光阻最佳工作區(qū)間→準(zhǔn)確的能量控制OffContact↑時(shí)，解析度↓→提高底片與板面真空密貼程度曝光原理與曝光機(jī)能量對光阻聚合影響起始階段部分聚合階段完全聚合階段曝光原理與曝光機(jī)曝光原理與曝光機(jī)曝光能量與最佳解析度關(guān)係以乾膜曝光而言，為得到最佳乾膜解析能力，曝光能量約有

10%的容許區(qū)間，這也是對能量均勻度的基本要求當(dāng)線路愈細(xì)及線寬公差要求愈嚴(yán)時(shí)，對均勻度的要求應(yīng)更嚴(yán)格曝光原理與曝光機(jī)曝光方式與吸真空HardContactExposure–硬式接觸曝光底片與板面密貼且吸真空吸真空時(shí)在表面產(chǎn)生彩色牛頓環(huán)，紋路愈密表示底片與板面密貼程度愈佳散射光要吸真空SoftContactExposure–軟式接觸曝光 底片與板面密貼但不吸真空或只輕微吸真空OffContactExposure–非接觸曝光底片與板面間有距離不接觸，不能吸真空ProjectionExposure–投影曝光鏡組將線路影像聚焦在板面上，不能吸真空曝光原理與曝光機(jī)乾膜光阻乾膜光阻DryFilmPhotoresistMylar蓋膜(聚烯Polyester/PET) +光阻Photoresist +PE分隔膜(聚乙烯Polyethylene/PE)Mylar厚度:0.8mil光阻厚度:0.6,1.0,1.3,1.5,2.0mil廠商杜邦大東DuPont/Riston長興Eternal/Etertec長春LongLiteHitachi/PhoTecAsahiShipley/Morton曝光原理與曝光機(jī)光阻作用方式-負(fù)型與正型負(fù)性光阻感光聚合，形成高分子，顯像時(shí)不會(huì)溶解SolublevsSemi-soluble有殘足問題常用在PCB正性光阻感光分解，顯像時(shí)溶解SolublevsNon-soluble正性光阻可製作出較細(xì)線路常用在IC,LCD曝光原理與曝光機(jī)油墨光阻劑濕膜光阻 LiquidPhotoresist光阻Coating厚度:8~12

m廠商MacDermidNipponPaint川裕….液態(tài)感光防焊綠漆 LiquidPhotoimageableSolderMask(LPSM)二液型廠商Taiyo,Tamura,Hitachi永聖泰…曝光原理與曝光機(jī)曝光光源系統(tǒng)

曝光原理與曝光機(jī)曝光光源種類散射光Flood毛細(xì)燈Capilary長弧燈LongArc平行光Collimated短弧燈ShortArc點(diǎn)光源PointSource短燈管UV無電極點(diǎn)光源Microwave激發(fā)UV燈曝光原理與曝光機(jī)各種UV曝光燈管Capillary:毛細(xì)燈線路曝光用/3,5KwShortArc:汞氙短弧燈平行光曝光用/3.5,5,8KwLongArc:水銀燈/金屬鹵化物燈防焊曝光用/7,8,9,10Kw曝光原理與曝光機(jī)各種UV燈管光譜分佈比較水銀燈金屬鹵化物燈毛細(xì)燈汞氙燈光阻聚合365nm曝光原理與曝光機(jī)水銀的特性光譜線Energy(eV)185365577~931329754643640525401263P61P163D73S510Ionizationi-line:365nmg-line:436nmh-line:405nm曝光原理與曝光機(jī)焦點(diǎn)散漫,UV

均勻分佈,強(qiáng)度較弱散光型反射燈罩曝光原理與曝光機(jī)散射光對曝光影響曝光原理與曝光機(jī)不同光源對光阻曝光影響平行光CHA;1.5~2.5

DA:1~2

點(diǎn)光源DA:5~12

散射光DA:10~25

曝光原理與曝光機(jī)如何產(chǎn)生平行光平行光產(chǎn)生方式增加光源至照射面距離利用拋物體燈罩反射點(diǎn)光源利用拋物面鏡反射點(diǎn)光源光柱利用鏡組折射點(diǎn)光源光柱汞氙短弧燈曝光原理與曝光機(jī)平行光曝光系統(tǒng)平行反射鏡(CollimationMirror)曝光照射面(ExposureSurface)反射鏡(ReflectionMirror)點(diǎn)光源短弧燈(ShortArcLamp)橢圓集光器(Collector)冷鏡(DichroicMirror)積光器(Integrator)平行光源:5KW汞氙短弧燈平行半角(CHA):1.5

斜射角(DA)<1

曝光原理與曝光機(jī)Integrator(Flyeye)積光器作用曝光原理與曝光機(jī)平行半角與斜射角平行半角Collimationhalfangle光柱擴(kuò)散角度斜射角Declinationangle光柱與法線夾角曝光原理與曝光機(jī)平行半角與斜射角量測平行半角與斜射角測量量測規(guī)目測熱感紙測量UV光曝光原理與曝光機(jī)曝光量測

曝光原理與曝光機(jī)UV曝光測量單位UV強(qiáng)度(照度)單位

Intensity(Irradiance):watt/cm2,milli-watt/cm2單位面積上的功率UV能量(劑量)單位Energy(Dose):joule/cm2,

milli-joule/cm2單位面積上所接受的能量，與時(shí)間有關(guān)在1mw/cm2

下照射1秒

=1mj/cm2是強(qiáng)度對時(shí)間曲線下的總面積是一般常給的操作參數(shù)UVRange(definitionofEIT)UVA:365nm,UVB:~300nm,UVC:254nmUVV:420nm曝光原理與曝光機(jī)常用UV曝光量表IL1400UVA單一波段測量強(qiáng)度測量能量ORC351UVA單一波段測量強(qiáng)度測量能量EITUVIRadUVA波段測量能量EITUVPowerPuckUVA/B/C/V四波段測量強(qiáng)度測量能量曝光原理與曝光機(jī)曝光格數(shù)片StepTablets格數(shù)片原理檢驗(yàn)曝光能量多少，了解光阻聚合程度格數(shù)片上每一格的光密度(OpticalDensity)不同，曝光時(shí)透光量每格不同，第一格光密度最低透光量最多使光阻感光最足，每增一格，固定增加一定比例的光密度以Stouffer21格為例每格增加41%光密度常用格數(shù)片OD=0.15,41%21格Stouffer,Kodak(No.2),