1、曝光原理與曝光機(jī),2000/6/1,課程綱要,曝光原理 手動(dòng)線路曝光設(shè)備 手動(dòng)防焊曝光設(shè)備 平行光系統(tǒng) 自動(dòng)曝光設(shè)備,線路影像移轉(zhuǎn)方式的演進(jìn),散射光曝光(5 mil),平行光曝光(2 mil),雷射直接成像 LDI(2 mil),印刷(8 mil),?,曝光原理,光阻劑種類,乾膜光阻 Dry Film PET + 光阻 + PE 液態(tài)光阻Liquid Film 防焊乾膜 Dry Film Solder Mask 液態(tài)感光防焊阻劑 Liquid Photoimageable Solder Resist (LPSR),UV 曝光原理,光阻作用方式,正型光阻 感光分解，顯像時(shí)溶解 正型光阻可製作出較

2、細(xì)線路 負(fù)型光阻 感光聚合，形成高分子顯像時(shí)不會(huì)溶解 有殘足問題,光阻感光聚合過程,自由基轉(zhuǎn)移 Transfer Free Radical,聚合/交聯(lián) Polymerization / Cross Linking,PI + h PI* ITX + h ITX* ITX* + PI ITX + PI* Monomer & Oligomer + PI* Polymer + PI,曝光對(duì)乾膜結(jié)構(gòu)的變化,曝光製程 - 內(nèi)層,內(nèi)層曝光 抗蝕刻 光阻塗佈 壓膜 Dry Film Lamination 滾塗 Roller Coating,乾膜：壓膜曝光顯像蝕刻剝膜膜厚 1.0,1.3 mil，能量 4560

3、 mj/cm2 濕膜：塗佈預(yù)烘曝光顯像蝕刻剝膜liquid film 1015m厚，需100120 mj/cm2因無Mylar層可做較細(xì)線路，,曝光製程 - 外層,外層曝光 抗電鍍 光阻塗佈 壓膜 Dry Film Lamination,乾膜：壓膜曝光顯像電鍍剝膜膜厚 1.3, 1.5 mil,曝光製程 - 防焊,防焊曝光 保護(hù)銅面 塗佈 網(wǎng)印 Flood Screen Printing 簾塗 Curtain Coating 噴塗 Spray Coating,塗佈預(yù)烤曝光顯像UV硬化後烘烤約1 mil厚，能量 400600 mj/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

4、,各種 UV 曝光燈管,Capillary: 毛細(xì)燈 線路曝光用/ 5 Kw,Short Arc:汞氙短弧燈 平行光曝光用/ 3.5, 5, 8 Kw,Long Arc: 水銀燈/金屬鹵化物燈 防焊曝光用/ 7, 8, 9, 10 Kw,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,線路曝光作業(yè)的考量因素,作業(yè)要求 底片尺寸穩(wěn)定 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 光阻種類 乾膜(壓膜機(jī)) 濕膜(滾塗/浸塗),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 Off Contac

5、t時(shí)，解析度 提高底片與板面真空密貼程度,利用UV聚合作用將線路內(nèi)容精確移轉(zhuǎn)至光阻上,乾膜壓膜設(shè)備的考量因素,預(yù)熱 加熱銅面而非底材 熱壓輪溫度 加熱均勻性 溫度補(bǔ)充特性 熱壓輪壓力 熱壓輪壓力均勻性,穩(wěn)定速度控制 更細(xì)線路更薄光阻 (0.6 mil 乾膜) 膜皺、膜屑防止 薄板壓膜適用性 設(shè)備產(chǎn)塵量控制,最佳的貼合效果 溫度、壓力及速度的配合,能量對(duì)光阻聚合影響,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，曝光能量有10% 的容許區(qū)間，這也是對(duì)能量均勻度的要求,UV 曝光測(cè)量單位,UV強(qiáng)度(照度)單位 watt/cm2, milli-watt/cm2 Intensity

6、 (Irradiance) 製程所需UV強(qiáng)度常不明確 UV能量(劑量)單位 joule/cm2, milli-joule/cm2 Energy (Dose) 所接受能量與時(shí)間有關(guān) 在 1 mw/cm2 下照射 1 秒 = 1 mj/cm2 強(qiáng)度對(duì)時(shí)間曲線下面積 是一般常給的操作參數(shù),各種 UV曝光量表,IL 1400 UVA 單一波長 測(cè)量強(qiáng)度/能量,EIT UVIRad UVA(365)波長 測(cè)量能量 ORC 351 UVA 單一波長 測(cè)量強(qiáng)度/能量,曝光格數(shù)片,格數(shù)片原理 測(cè)量曝光量的多少，了解光阻聚合能力受影響程度 因格數(shù)片上每一格的光密度不同，曝光時(shí)透光量每格不同，第一格光密度最低透光

7、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Riston17為例，每格增加12%光密度。,常見格數(shù)片 Dupont Riston 17格、Riston 25格 Stouffer 21格、Stouffer 41格 Kodak (No.2) 21格 Hitachi Photec 21格,吸真空對(duì)曝光影響,Off Contact Exposure只有平行光可用 Soft Contact Exposure底片與板面密貼但不吸真空，平行光可用。 Hard Contact Exposure底片與板面密貼且吸真空，散射光一定要用,手動(dòng)曝光設(shè)備,手動(dòng)散射光曝光機(jī),線路曝光機(jī) UVE-5K,5K

8、W毛細(xì)燈 有效範(fàn)圍: 740 x 610 均勻度:85% Mylar 對(duì)玻璃雙檯框 人機(jī)界面操作 檯框獨(dú)立能量控制 故障點(diǎn)顯示 檯面自動(dòng)電磁鎖 真空度不足時(shí)不曝光,5 KW 曝光機(jī)燈管水套結(jié)構(gòu),5 KW 曝光機(jī)定期保養(yǎng)項(xiàng)目,防焊曝光機(jī) UVE-7K,7KW金屬鹵化物燈 有效範(fàn)圍: 810 x 610 均勻度:85% Mylar 對(duì)玻璃雙檯框 人機(jī)界面操作 檯框獨(dú)立能量控制 故障點(diǎn)顯示 檯面自動(dòng)電磁鎖 真空度不足時(shí)不曝光,7 KW 曝光機(jī)燈管水套結(jié)構(gòu),7 KW 曝光機(jī)定期保養(yǎng)項(xiàng)目,手動(dòng)曝光機(jī)操作畫面,平行光系統(tǒng),散射光對(duì)曝光影響,平行半角與斜射角,平行光曝光系統(tǒng),平行光源: 5KW汞氙短弧燈 平

9、行半角(CHA): 1.5 斜射角(DA) 1,平行光曝光燈源-汞氙短弧燈,G line: 436 nm H line: 405 nm I line: 365 nm,光阻聚合365nm,平行光曝光機(jī)的考量因素,平行光曝光 半角、斜射角 強(qiáng)度 均勻度 能量控制 薄板傳送 對(duì)位精度 吸真空,底片漲縮 溫度控制 濕度控制 金屬、玻璃底片 無塵控制 Class 1000Class 100 正壓設(shè)計(jì) 靜電消除,志聖平行光曝光機(jī),半自動(dòng)型 UVE-5KC,自動(dòng)CCD對(duì)位型 UVOA-5KD,自動(dòng)內(nèi)層型 UVIA-5KD,自動(dòng)曝光設(shè)備,自動(dòng)曝光機(jī)架構(gòu) - 內(nèi)層曝光,曝光系統(tǒng) 雙面曝光 水平曝光 散射光 -

10、平行光 曝光檯框種類 上下框 可掀式框 玻璃框 單燈 - 雙燈,底片對(duì)位系統(tǒng) 內(nèi)層雙面底片對(duì)底片 對(duì)位方式 曝光區(qū)內(nèi)對(duì)位 底片安裝方式 檯面底片吸真空 對(duì)位機(jī)構(gòu) X-Y-Y, X-Y- 製程板傳送系統(tǒng) 進(jìn)料靠邊 移載,自動(dòng)曝光機(jī)架構(gòu) - 外層曝光,曝光系統(tǒng) 單面曝光- 雙面曝光 水平曝光- 垂直曝光 散射光 - 平行光 曝光檯框種類 上下框 - 單面框 玻璃框 - 壓克力框 單燈 - 雙燈 製程板傳送系統(tǒng) 進(jìn)料靠邊 - 定中心 製程板移載 底片框移載,底片對(duì)位系統(tǒng) 外層底片對(duì)製程板 對(duì)位方式 雙面對(duì)位 - 單面對(duì)位 曝光區(qū)外 - 曝光區(qū)內(nèi) 底片安裝方式 檯面底片吸真空 檯面底片貼膠帶 對(duì)位機(jī)構(gòu)

11、 CCD 個(gè)數(shù) 對(duì)位靶孔,自動(dòng)曝光機(jī)架構(gòu) - 防焊曝光,曝光系統(tǒng) 單面曝光- 雙面曝光 水平曝光 散射光 曝光檯框種類 上下框 - 單面框 玻璃框 - 壓克力框 雙燈 製程板傳送系統(tǒng) 進(jìn)料靠邊 - 定中心 製程板移載,底片對(duì)位系統(tǒng) 防焊底片對(duì)製程板 對(duì)位方式 雙面對(duì)位 - 單面對(duì)位 曝光區(qū)外 - 曝光區(qū)內(nèi) 底片安裝方式 對(duì)位機(jī)構(gòu) CCD 個(gè)數(shù) 對(duì)位靶孔 - 對(duì)位 Pad,自動(dòng)曝光機(jī)架構(gòu) - 通用項(xiàng)目,傳動(dòng)系統(tǒng) 伺服馬達(dá)傳動(dòng) 薄板傳送 環(huán)境控制 溫度 濕度 無塵度,控制系統(tǒng) 機(jī)臺(tái)動(dòng)作 - PLC 自動(dòng)對(duì)位 - PC, Module 操作介面 - 人機(jī), 電腦,自動(dòng)對(duì)位機(jī)構(gòu)及CCD靶標(biāo),外層自動(dòng)曝光機(jī) UVOA-5KD,5KW短弧燈/雙燈 有效範(fàn)圍: 24“ x 21” / 610 x 535 mm 雙面同時(shí)