PCB干膜培训资料
殷田化工有限公司
Yan Tin Chemicals Co.,Ltd
干膜介绍及干膜工艺详解
主要内容安排:
1.干膜介绍及发展趋势 2.线路板图形制作工艺(以SES流程为
例)
3.基本工艺要求 4.各工序注意事项 5.常见缺陷图片及成因 6.讨论
1. 干膜介绍及发展趋势
干膜(Dry Film)的用途: 干膜是一种感光材料,是PCB生产中的重要 物料,用于线路板图形的转移制作。近几 年也开始广泛应用于选择性化金、电镀金 工艺。
去膜点
:1.0~3.0kgf/cm2
:50~60%
SES工艺流程详细介绍 蚀刻:
蚀刻的作用:
用蚀刻液将非线路图形部分的铜面蚀 刻掉,而在锡或锡铅下的铜则不能被蚀刻。
SES工艺流程详细介绍 去锡/锡铅:
去锡/锡铅的作用:
用去锡/锡铅药液将锡/锡铅去掉,露出 需要的线路。
基本工艺要求
蚀刻、去锡/锡铅
基本工艺要求
前处理 水洗 : 多过3个缸(循环水)喷淋压力:13Kgf/cm2 吸干: 通常用2支海绵吸水辘 烘干:热风吹风量为 4.0~9.0m3/min 热风的温度为70~90℃ 其它控制项目 :水裂点:>15s 粗糙度1.5<Rz<3.0
工序注意事项
前处理
磨痕宽度均匀一致; 各段喷嘴无堵塞;
脱锡或锡/铅
显影
电镀铜+锡 或铜+锡/铅
碱性蚀板
去膜
SES工艺流程详细介绍 前处理:
前处理的作用:去除铜表面的氧化,油污,清洁、 粗化铜面,以增大干膜在铜面上的附着力。 前处理的种类:化学微蚀、物理磨板、喷砂处 理(火山灰、氧化铝)。 典型前处理工艺流程: 除油——水洗——磨板——水洗——微蚀— —水洗——酸洗——水洗——烘干
吸收 365nm 的紫外線 主基染料:綠色 轉變顏色染料:由無色轉為紫色
1. 干膜介绍及发展趋势
干膜性能的评估 解晰度 附着力 盖孔能力 填凹陷能力 其他
1. 干膜介绍及发展趋势
干膜的发展趋势 为了达到线路板的多层和高密度要求,目 前干膜一般解像度要达到线宽间距(L/ S)在50/50um。但在半导体包装(BGA, CSP)上,线路板一般设计在 L/S在 25-40 um。必需要高解像度的干膜(L/S = 10/10 um)。为了满足客户要求、我们公司目前 新型干膜的解像度可达到L/S = 7.5/7.5 um。
以蚀刻药水和去锡药水供应商工艺要求为准。
工序注意事项
去膜
各段喷嘴不能堵塞; 去膜液浓度不可超出控制范围;
去膜液要定期更换,需要有自动添加,保 证不能超过药水负载量;
去膜段干膜过滤系统工作良好,并定期清 理膜碎; 去膜后水洗干净,板子表面不能有残膜; 吹干段不能有大量水带入蚀刻段。
5.常见缺陷图片及成因
适合于LDI工艺
2. 线路板图形制作工艺
两种镀通孔线路板制作的比较
Tenting制程
研磨 贴膜
SES制程
全板电镀铜 基铜 玻璃纤维底料 曝光原件 干膜
曝光
显影
蚀板
电镀铜/锡或锡/铅
碱性蚀板
脱锡或锡/铅 去膜
2. 线路板图形制作工艺
SES流程基本工艺
全板电镀铜
贴膜
基铜 玻璃纤维底料 曝光原件
曝光
曝光台面温度太高会造成底片变形; 板面、底片或曝光台面不能有脏点; 干膜、底片小心操作,防止划伤; 曝光机空气过滤芯定期清洁或更换。
SES工艺流程详细介绍 显影:
显影的作用: 将未曝光部分的干膜去掉,留下感光的部分。 显影的原理: 未曝光部分的感光材料没有发生聚合反应,遇 弱碱Na2CO3(0.8-1.2%)或K2CO3溶解。而聚合的 感光材料则留在板面上,保护下面的铜面不被蚀刻 药水溶解。
SES工艺流程详细介绍 电镀铜+锡/锡铅:
电镀的作用: 将我们所需要的图形处的铜层进行加 厚,并且在铜面上镀上一层抗蚀刻层(即 锡或锡铅)。
基本工艺要求
电镀铜+锡或锡铅
以电镀供应商工艺要求为准。
SES工艺流程详细介绍 去膜:
去膜的作用: 通过强碱溶液(一般为NaOH溶液, 浓度为2-3%)将覆盖在铜面上抗电镀的干 膜去掉。
适用于DES流程,主要用于内层制作,解 析度方面较好
针对SES流程具有良好的盖孔、耐酸性、 抗电镀性能、减少电镀夹膜问题等特点 针对DES流程具有良好的盖孔、耐酸性、 追从性等特点,也适用于电镀流程.
YQ-50SD
50
AQ-4088 SPG-152
ADV-401
40 15
40
适用于生产1.5mil的精细线路
水洗后表面无铜颗粒;
吸水海绵滚轮干净、湿润、无杂物; 烘干后表面及孔内无水渍; 水破时间>20秒; 每次变更生产板厚度时要做磨痕测试。
SES工艺流程详细介绍 贴膜:
贴膜的作用:是将干膜贴在粗化的铜面上。 贴膜机将干膜通过热压辘与铜面附着,同时撕掉 PE膜。
基本工艺要求
贴膜
预热段温度 :80~100 ℃
SES工艺流程详细介绍
显影反应机理
单体
C O O H C O O H
聚合体主链 起始剂
C O O H
H 2 O
N a+ CO O N a+
C O O H C O O H
C O O H C O O H
C O O H
Na2C 3/H2O O 显影
N a+
C O O H
C O O H
C O O H
显影
1. 干膜介绍及发展趋势
解晰度测试:45/45微米
SEM: 45/45微米
1. 干膜介绍及发展趋势
25um Dry Film,L/S=7.5/7.5um
1. 干膜介绍及发展趋势
ASAHI干膜主要型号及特点
干膜型号 YQ-40SD YQ-40PN YQ-30SD 厚度(um) 40 30 特点 针对SES流程具有良好的盖孔、耐酸性、 抗电镀性能等
贴膜前板面温度 :40~60℃ 压辘设定温度 :110~120℃
压膜时压辘温度 :100~115 ℃ 贴膜压力 贴膜速度 :3.0~5.0kgf/cm2 :1.5~2.5m/min
贴膜后静置时间 :15min~24H
工序注意事项
贴膜
贴膜压辘各处温度均匀; 定期测定贴膜压辘的温度;
贴膜上下压辘要平行;
干膜层 Substrate
a
COOH
b
COOH COOH COOH
单体
基本工艺要求
曝光
曝光能量:40-80mj/cm2 (以21级Stoufer格数尺7~9级残膜为准) 曝光后静置时间:15min~24H
工序注意事项
曝光
曝光能量均匀性≥90%; 每4H测定曝光能量;
抽真空时间不能太短,防止曝光不良;
- COO
N a O H /H 2 O
- COO + N a
C OOH
C OOH
COOH
C O O- + N a
C O O- + N a
C O O- + N a
基本工艺要求
去膜
去膜液浓度 :2.0~3.0%(NaOH浓度) 去膜液温度 :45~55 ℃ 去膜压力 :2.0~3.0kgf/cm2
水洗压力
R ー COOH + Na2 CO 3 H2O
(乳化)
R - COO-
Na+
+
NaHCO 3
基本工艺要求
显影
Na2CO3浓度 :0.8~1.2%
显影液温度 :28~32 ℃
显影压力 :1.0~2.0kgf/cm2
显影点
:50~60%
工序注意事项
显影
各段喷嘴不能堵塞; 显影液要定期更换,需要有自动添加,保证不 能超过药水负载量; 各段滚轮上不能有油污等杂物; 烘干后板子表面、孔内无水渍。
短路(划伤造成)
短路(去膜不净)
短路(銅渣造成)
短路(銅渣造成
短路(銅渣造成)
短路(膜下雜物)
短路(膜下銅渣)
短路(銅渣造成 )
短路(滲鍍)
5.常见缺陷图片及成因
開路(膜碎造成)
開路(膜碎造成)
開路(膜碎造成)
開路(膜碎造成)
劃傷,蝕刻後
劃傷,蝕刻後
凸起,雜物造成
缺口,膜碎造成
6. 讨论
谢 谢 大 家!
贴膜压辘上无油污或膜碎等杂物; 清洁压辘上异物时不可用尖锐或硬的工具; 贴膜不可超出板边; 干膜不可超过有效期内。
SES工艺流程详细介绍 曝光:
曝光的作用是曝光机的紫外线通过底片使干 膜上部分图形感光,从而使图形转移到铜面上。
底片 干膜 Cu 基材
SES工艺流程详细介绍
曝光反应机理
COOH COOH
SES工艺流程详细介绍 去膜:
去膜的原理:
R e la x a tio n
COOH
COOH O- + N a + N a
去膜
C OOH COOH C OOH COOH COOH COOH
C O O- C O O H- + N a
+ N a
C O O- + N a COO - + N a
干膜的特性:
感光聚合、感光后耐酸不耐碱、不导电, 因此可用作抗蚀层或抗电镀层。
1. 干膜介绍及发展趋势
干膜的结构
1. 干膜介绍及发展趋势
干膜的主要成分:
成分 聚合体主連 單体 起始劑 染料 增塑劑 穩定劑 附著劑 功能 物料 干膜的主体。維持干膜的機 熱塑性聚合物 械強度。 產生驟合反應。 維持干膜的 丙烯酸單体 機械強度。 開始聚合反應。 主基顏色染料。 轉變顏色染料 增加柔軟度 穩定作用 增加干膜与銅面的附著力,避 免有滲度情況。 抑制劑 特性 含有 –COOH 酸根 含有 C = C 雙鍵在末端的單体