外层图形转移工艺培训教材高玉枝1. 目的：通过干膜这种特殊感光材料，利用贴膜机贴到光铜板面上，然后用所需要的线路菲林通过对位、紫外线曝光、显影等流程使菲林上的线路图形转移到铜面上，该图形可以通过电镀加厚线路和孔壁铜以满足客户的要求，也可以采用掩孔工艺法直接蚀刻出线路图形。

2．工艺流程前处理→贴膜→曝光→显影2.1 前处理流程：上板→酸洗→水洗→去毛刺磨板→火山灰磨板→水洗→烘干✧板件要经过酸洗（5%H2SO4），主要作用是清洗油脂，手迹，轻微的氧化物等。

如果厚板在平板电镀时烘的不干，会造成孔内轻微氧化，经过干膜、电镀、蚀刻后就会有孔内点状蚀不净的缺点，我们可以适当提高酸洗段的浓度改善这种由于孔内氧化而导致的点状蚀不净的缺点。

✧经过酸洗后，需要用水清洗，将板面上残留的硫酸和溶解下的油迹清洗干净。

✧去毛刺磨板和沉铜前磨板一样，有针刷磨板和不织布磨板，但是使用的针刷和不织布的型号有一点不同，干膜前是针刷320目，不织布500目。

针刷主要打磨对板面，而不织布刷则对孔口的磨损比较大。

所以我们规定返工的板件不能开去毛刺磨板。

磨刷压力为15－25％，最佳值为20％，但是对于板面有明显不平整，如有凹点、擦花时会考虑将针刷的压力调整到20％-25％。

✧干膜前火山灰磨板采用4F火山灰，它作用是对平板电镀后铜面进行粗化处理，使铜面得到微观粗化以达到增加干膜与板面的结合力，防止后工序出现渗镀短路等品质问题。

✧控制参数：磨刷压力（15－25％）、火山灰浓度（12－20％）磨痕（9－15mm）、水破时间（30s）即磨完板后浸入水中拿出斜放45°位置看水膜在板面保持完整情况如果〉30秒钟不破为合格。

✧磨板速度：根据板线路要求。

板件类型磨板速度自动贴膜速度手动贴膜速度线宽<5.0mil及有埋盲孔的板件（A类）1.8±0.1m/min 1.8±0.1m/min 0.8-1.2 m/min线宽5.0-7.0mil的板件（B类）2.1±0.1m/min 2.1±0.1m/min 1.2-1.5 m/min线宽＞7.0mil的板件（C类）要求控制在2.4±0.1m/min 2.4±0.1m/min 1.5-2.0 m/min压力过大磨板过度导致无铜压力合适磨板后OK2.2 贴膜2.2.1干膜的介绍干膜根据根据显影和去膜的方法可把干膜分为三种类型一 溶剂型；二 水溶型；三 干显影或剥离型。

目前水溶型成为干膜应用的主体，我们公司采用的是水溶型。

图1.A 干膜的组成干膜是由聚酯薄膜（Polyester ），光致抗蚀剂膜(Photoresist coating)及聚乙烯(Polyethylene; PE ）保护膜三部分组成，见图1。

聚酯薄膜是支撑感光胶层的载体，使之涂布成膜。

聚酯薄膜在曝光之后显影之前除去，防止曝光时氧气向抗蚀剂层扩散，破坏游离基，引起感光度下降。

聚乙烯膜是覆盖在感光胶层上的保护膜，防止灰尘等污物粘污干膜，避免在卷膜时，每层抗蚀剂膜之间相互粘连。

聚乙烯膜一般厚度为25μm 左右。

光致抗蚀剂膜为干膜的主体，多为负性感光材料，主要由粘结剂（Blinder ）、光聚合单体(Monomer)、光引发剂(Photoinitiator)、增塑剂(Plasticizers)、增粘剂（Adhesion Promoter ）及染料(Dye)等组成。

其厚 保 护 膜（PE ）载膜（聚酯薄膜） 光致抗蚀膜度视其用途不同，有若干种规格，最薄的可以是十几个微米，最厚的可达100μm。

一般图形电镀用膜40μm ，掩孔法用膜50μm 。

B 干膜的作业的环境要求一：为了避免干膜在正式曝光前先感光，要求干膜作业环境为黄色照明，黄光波长必须在500nm，这是因为比500nm短的光源中含有紫外线而导致干膜局部感光，一般在日光灯外加装黄色灯罩即可使用。

二：在10K级以上的无尘室中作业。

（10K 级，即每平方尺的空气中所含有大于0.5微米的尘粒不能超过10K个），无尘室控制的三个要点：防止外界尘埃的进入、避免内部产生及清除内部已有的尘埃。

所以必须遵循以下几方面：（1）进入洁净房的物品越少越好，必须进入的物料必须经过除尘作用。

（2）进入洁净房的人数要控制，人员必须穿防尘服，头发到脚必须穿戴好，不能露出。

进入需风淋15S，进门只限一人，出门可以两人一起出，风淋门不能对开。

（3）带入洁净房的工具不能带毛织，尘埃要通过吸尘或贴除方式除去。

（4）操作人员手指甲修短，不能佩带戒指、手表等装饰品以防擦伤板面和菲林片，做好个人卫生。

三：环境温度应控制在23°±3℃，相对湿度应保持55％RH-65％左右。

其主要作业步骤如下：贴膜─停置─曝光─停置─显影。

2.2.2 贴膜流程：除尘→预热→贴膜→收板A 除尘：我司采用Qui-clean Blow（简称QCB）除尘机，主要是空气通过过滤后经风机吹到板面和除尘辊与板面接触达到一个除尘的效果。

除尘的效果会直接影响到板件的质量，所以对除尘机的定期保养清洁则是非常重要。

QCB 除尘机 QCB 除尘机B 预热：由于只有在一定的温度下干膜和板件才会很好的结合，预热就是为贴膜做准备。

目前设定为预热温度为90－100℃，可以根据贴膜前进板温度测量适当的调整预热温度。

C. 贴膜：贴膜机由收集聚烯类隔层的卷轮，干膜主轮，热压轮，抽风设备等四主要部份，进行连续作业。

D 贴膜条件：贴膜时要掌握好的三个要素为：压力、温度、传送速度。

除尘辊除尘辊收集聚烯类隔层的卷轮 干膜主轮抽风 热压辊进风✧压力：首先要将上下两热压辊调至轴向平行，然后来用逐渐加大压力的办法进行压力调整，根据板厚度调至使干膜易贴、贴牢、不出皱折。

一般压力调整好后就可固定使用，不需经常调整，一般压力4.0-5.0bar：增大压力会有利于干膜与板面的结合，增强干膜的附着力。

但是压力增大会缩短热压辊的寿命。

目前我们使用Hakutto贴膜机压力最高只能达到5.0bar，超过这个压力就会严重影响热压辊的寿命。

✧温度：根据干膜的类型、性能、环境温度和湿度的不同而略有不同。

膜涂布的较干、环境温度低、湿度小时，贴膜温度要高些，反之可低些。

贴膜温度过高，干膜图像变脆，耐镀性能差，贴膜温度过低，干膜与铜表面粘附不牢，在显影或电镀过程中，膜易起翘甚至脱落。

通常控制贴膜温度在115±10℃左右。

✧贴膜速度：与贴膜温度有关，温度高，传送速度可快些，温度低则将传送速度调慢。

一般贴膜温度设定，贴膜速度根据板件制作的线路大小而定。

通常传送速度为1.8一2.4米／分。

具体速度见工作指示。

对于蚀刻后的返工板，由于板件面已经不平整，干膜与板件的结合力差，为了增加干膜与板件的结合力，防止蚀刻返工药水的渗透对线路攻击，需要将速度降低到1.5m/min或以下。

操作的注意事项：1．前板面检查，要求无氧化，无杂物，无铜瘤和板面严重刮伤或凹陷。

2．热压辊面检查和清洁。

要求每换干膜时都要对热压辊用酒精或异丙醇进行清洁，同时检查压辊面是否正常。

3．贴膜参数的确认。

4. 前处理后的板,禁止不带手套取板。

5．无干膜起皱,无压膜气泡。

6. 贴完膜后的板，要求待板冷却至室温方可以收板。

2.3 曝光干膜曝光即在紫外光照射下，光引发剂吸收了光能分解成游离基，游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应，反应后形成不溶于稀碱溶液的体型大分子结构。

所以曝光后的板要停留一段时间使单体聚合充分，才能在显影后取得清晰的图形。

2.3.1 工作流程：检查菲林→上菲林→贴边条→除尘→上板→对位→曝光→放置检查菲林：为了防止菲林在光绘时有缺陷所以在做板之前需要对菲林进行检查，而且要求每做200块板后也需要检查，主要是为了防止人工操作时对菲林线路的擦花造成定位缺点。

菲林有效曝光次数最多不大于2000次。

影响曝光成像质量的因素很多，除干膜光致抗蚀剂的性能外，光源的选择、曝光能量的控制和照相底片（菲林或重氮片）的质量等都是影响曝光成像质量的重要因素。

一、光源的选择任何一种干膜都有其自身特有的光谱吸收曲线，而任何一种光源也都有其自身的发射光谱曲线。

如果某种干膜的光谱吸收主峰能与某种光源的光谱发射主峰相重叠或大部分重叠，则两者匹配良好，曝光效果最佳。

一般干膜的光谱吸收区为310—440nm(毫微米)。

最常用的是高压汞灯，镐灯、碘镓灯是干膜曝光较理想的光源。

同时还应考虑选用功率大的光源，因为光强度大，分辨率高，而且曝光时间短，照相底片受热变形的程度也小，此外灯具设计也很重要，要尽量做到使入射光均匀性好，平行度高，以避免或减少图形曝光不均匀。

二、曝光能量的控制在曝光过程中，干膜的光聚合反应并非“一引而发”或“一曝即成”，而是大体经过三个阶段。

干膜中由于存在氧或其它有害杂质的阻碍，因而需要经过一个诱导的过程，在该过程内引发剂分解产生的游离基被氧和杂质所消耗，单体的聚合甚微。

但当诱导期一过，单体的光聚合反应很快进行，胶膜的粘度迅速增加，接近于突变的程度，这就是光敏单体急骤消耗的阶段，这个阶段在曝光过程中所占的时间比例是很小的。

当光敏单体大部分消耗完时，就进入了单体耗尽区，此时光聚合反应已经完成。

正确控制曝光能量是得到优良的干膜图像非常重要的因素。

当曝光不足时，由于单体聚合的不彻底，在显影过程中，膜溶涨变软，线条不清晰，色泽暗淡，甚至脱胶，在电镀前处理或电镀过程中，膜起翘、渗镀、甚至脱落。

当曝光过头时会造成难于显影、胶膜发脆、留下残胶等。

对于不正确的曝光也将产生图像线宽的偏差，过量的曝光会使图形电镀的线条变细。

三、曝光对位1)手动对位：使用重氮底版的手动目视对位曝光，重氮底版呈棕色或桔红色的半透明状态；但不透紫外光，透过重氮图像使底版的焊盘与印制板的孔重合对准，用胶带固定即可进行曝光。

2)AT30对位：首先将上菲林和下菲林通过用定位孔固定，在显微镜下对准吸真空装菲林。

对位顺序是下菲林不动，板件根据下菲林通过对位马达调整玻璃从而完成下菲林与板件的对位，接着板件不动，上菲林根据板件进行调整完成板件与上菲林对位过程。

3）AT30的对位是遵循从中心向两边均分的原则，所以我们可以通过曝光后板件的与孔的对位情况来判断菲林与板件的尺寸对应情况。

四、放置：一般曝光后聚合反应还要持续一段时间，为保证工艺的稳定性，曝光后不要立即揭去聚酯膜，以使聚合反应持续进行。

一般曝光以后需放置15分钟－30分钟以后才显影，待显影前再揭去聚酯膜。

注意事项：（1）照相底片的使用手动曝光因仰赖人目视对位，因此重氮片是有必要的，但棕片的寿命较短，一般500片。

而半自动曝光机由机器负责对位所以半自动就用黑菲林即可，寿命为2000次。

（2）吸真空的重要性在非平行光的作业中，吸真空的程度是影响曝光质量的重大因素。