干膜讲义.ppt

讲师周课长目录一 、干膜成份的简介 二、干膜的流程一 干膜成份的简介1.干膜的介绍：干膜是一种高分子的化合物，它通过紫外 线的照射后能够产生一种聚合反应形成一种 稳 定的物质附着于板面，从而达到阻挡电镀 和蚀 刻的功能2.干膜的分类Ø依据厚度的不同干膜可以分为三类：Ø 1.2mil、1.5mil、2.0mil Ø1.2mil干膜主要 用于内层板作业 Ø1.5mil、干膜主要用于外 层板作业 当然也可以用于内层板作业但由 于较厚在 蚀刻的过程中容易造成侧蚀而且成本相对 较高，所以 一般不使用其作内层2.0mil干膜主要用于一些较特殊的要求的板 比如说较大的二次孔1.5mil干膜无法达到要 求时才使用到干膜品牌较多如杜邦、长 兴、日立，本公司目前使用杜邦干膜干膜的分类一般分为三层，一层是PE保护膜， 中间是干膜层，另一个是PET保护层PE层和 PET层都只是起保护作用的在压膜前和显影前 都有必须要去掉的，真正起作用的是中间一层 干膜，它具有一定的粘性和良好的流动性其 主要成分如下：3.干膜的组成（1）粘合剂• 作为光致抗蚀剂的成膜剂，使感光胶各组 份粘结 成膜，起抗蚀剂伪骨架作用，它在 光致聚 合过程中不参与化学反应。

要求 粘结剂具有较好的 成膜性；与光致抗蚀剂的各组份有较好的互溶 性； 与加工金属表面 有较好的附着力；它很容易 从金属表面用碱溶液除去； 有较好的抗蚀、 抗电镀、抗冷流、耐热等 性能 粘结剂通 常是酯化或酰胺化的聚苯乙烯——顺丁烯二 酸酐树脂(聚苯丁树脂) （2）光聚合单体• 它是光致抗蚀剂胶膜的主要组份，在光引发剂的存 在下，经紫外光照射发生聚合反 应，生 成体型聚合 物，感光部分不溶于 显影液，而未曝光部分可通过 显影除去， 从而形成抗蚀图像多 元醇烯酸酯类及 甲基丙烯酸酯类是广泛应用的聚合单体，例如季戊四醇三丙烯酸酯是较好的 光聚合单体 在紫外光线照射下，光引发剂吸收紫外光的 能量产 生游离基，而游离基进一步引发光聚合 单体交联 干膜光致抗蚀剂通常使用安息香醚、叔丁基恿醌等 作光引发剂4)增塑剂 可增加干膜抗蚀剂的均匀性和柔韧性三乙二醇双 醋酸脂可作为增塑剂 （3）光引发剂(5)增粘剂 可增加干膜光致抗蚀剂与铜表面的化学结合 力，防止因粘结不牢引起胶膜起翘、渗镀等 弊 病常用的增粘剂如苯并三氮唑 (6)热阻聚剂 在干膜的生产及应用过程中，很多步骤需要 接受热能，为阻止热能对干膜的聚合作用加 入 热阻聚剂。

如甲氧基酚、对苯二酚等均可 作为热阻聚剂7)色料为使干膜呈现鲜艳的颜色，便于修版和检查而 添加色料如加入孔雀石绿、苏丹三等色料使 干膜呈现鲜艳的绿色、兰色等 (8)溶剂 为溶解上述各组份必须使用溶剂通常采用丙 酮、酒精作溶剂 此外有些种类的干膜还加入 光致变色剂，使之在曝光后增色或减色，以鉴 别是否曝光，这 种干膜又叫变色于膜 4.干膜的储存• 干膜在储存过程中可能由于溶剂的挥发而变脆，也可能 由于环境温度的影响而产生热聚· 合，或因抗蚀剂产生 局部流动而造成厚度不均匀(即所谓冷流)，这些都严重 影响干膜的使用 因此在良好的环境里储存干膜是十分 重要的技术要求规定，干膜应储存在阴凉而洁净的 室 内，防止与化学药品和放射性物质一起存放干膜储存条件–储存条件为：黄光区，温度低于27℃(5—21℃ 为 最佳)，相对湿度50％左右储存期从出厂之日算起 不小于六个月，超过储存期按技术要求 检验合格者 仍可使用 在储存和运输过程中应避免受潮、受热、受机械损伤 和受日光直接照射前处理(基板的清理) 压膜 静置 对板 曝光 静 置 显影 检修贴干膜前基板表面的清洁处理与干燥贴干膜前板 面包括覆铜箔板基板和孔金属化后预镀铜的基板 。

为保证干膜与基板表面牢 固的粘附，要求基板 表面无氧化层、油污、指印及其它污物，无钻孔 毛刺、无粗糙镀层为增大干 膜与基板表面的接 触面积，还要求基板有微观粗糙的表面为达到 上述两项要求，贴膜前要对 基板进行认真的处理 其处理方法可以概括为机械清洗和化学清洗两 类 （1)机械清洗 • 机械清洗即用刷板机清洗刷板机又分为磨料刷辊式刷 板机和浮石粉刷板机两种 ①磨料刷辊式刷板机 磨料刷辊式刷板机装配的刷子通常 有两种类型，压缩型刷子和硬毛型刷子压缩型刷子是 将粒度很细的碳化硅或氧化铝磨料粘结在尼龙丝上，然 后将这种尼龙丝制成纤维板或软垫，经 固化后切成圆片 ，装在一根辊芯上制成刷辊• 硬毛型刷子的刷体是用含有碳化硅磨料的直径 为 0．6mm的尼龙丝编绕而成的磨料粒度不 同，用途也不同，通常粒度为180目和240目的 刷子 用于钻孔后去毛刺处理，粒度为320月和 500目的刷子用于贴干膜前基板的处理两种刷 子相比较各有其优缺点压缩型刷子因含磨料 粒度很细，并且刷辊对被刷板面的压 力较大，其缺点是由于尼龙丝较细容易撕裂，使用寿命短 硬毛型刷子的显著优点是尼龙丝耐磨性好，因而使 用寿命长，大约 是压缩型刷子的十倍，但是这种 刷子不宜用于处理多层板内层基板，因基板薄不仅 处理效果不 理想，而且还会造成基板卷曲。

在使 用刷辊式刷板机的过程中，为防止尼龙丝过热而熔 化，应不断向板面喷淋自来水进行 冷却和润湿 ②浮石粉刷板机 多年来国内外广泛使用的是磨料刷辊式刷板机 研究表明，用这类刷板机清洁处理板面有 些 缺欠，如在表面上有定向的擦伤，有耕地式的 沟槽，有时孔的边缘被撕破形成椭圆孔，由于 磨刷磨损刷子高度不一致而造成处理后的板面 不均匀等• 随着电子工业的发展，现代的电路设计要求越来越细的 线宽和间距，仍旧使用磨料刷辊式 刷板机处理板面， 产品合格率低下，因此发展了浮石粉刷板机 浮石粉 刷板机是将浮石粉悬浊液喷到板面上用尼龙刷进行擦刷 ，其机器主要有以下几个 工段： a．尼龙刷与浮石粉浆液相结合进行擦刷； b．刷洗除去板面的浮石粉； c．高压水洗； d．水 洗； e．干燥浮石粉刷板机处理板面有如下优点： a．磨料浮石粉粒子与尼龙刷相结合的作用与板面相 切擦刷，能除去所有的污物，露出新 鲜的纯洁的铜 ； b．能够形成完全砂粒化的、粗糙的、均匀的、多峰 的表面，没有耕地式的沟槽；c．由于尼龙刷的作用缓和，表面和孔之间的连 接不会受到破坏； d．由于相对软的尼龙刷的灵活性，可以弥补由 于刷子磨损而造成的板面不均匀的问题； e．由于板面均匀无沟槽，降低了曝光时光的散 射，从而改进了成像的分辨率。

其不足是浮石 粉对设备的机械部分易损伤2)化学清洗 化学清洗首先用碱溶液去除铜表面的油污、指印及其它有 机污物然后用酸性溶液去除氧 化层和原铜基材上为防止 铜被氧化的保护涂层，最后再进行微蚀处理以得到与干膜具有优良 粘附性能的充分粗化的表面 • (3)电解清洗 贴干膜前基板表面清洁处理，一般采用上述1)一 2)种处理方法，机械清洗及浮石粉刷板 对去除 基板表面的含铬钝化膜(铜箔表面防氧化剂)效果 不错，但易划伤表面，并可能造成磨料 颗粒(如 ，碳化硅、氧化铝、浮石粉)嵌入基体内，同时 还可能使挠性基板、多层板内层薄板及薄 型印 制板基板的尺寸变形• 化学清洗去油污性较好，但去除含铬钝化膜的 效果差 电解清洗的优点不仅能较好地解决机械清洗、 浮石粉刷板及化学清洗对基板表面清洁处 理中 存在的问题，而且使基板产生一个微观的比较 均匀的粗糙表面，大大提高比表面，增强干膜 与基板表面的粘合力，这对生产高密度、细导 线的导电图形是十分有利的电解清洗工艺过程如下： 进料→电解清洗→水洗→微蚀刻→水洗→钝化→水 洗→干燥→出料 本公司使用机械清洗的处理方式，其流程为: 进料 酸洗 水洗 磨刷 水洗 吸干 烘干 其参数管控重点如下:1.刷痕12±1mm上图所示为刷痕试验的几种状况，A区所示为正 常的刷痕，B区所示为刷轮左高右低之情况，C 区所示为刷轮右高左低之情况，D区所示为刷轮 严重变形之情况(俗称“狗骨头”)。

如果出现B.C的 状况,需对刷轮的水平度进行调试, 如果出现D的 状况,需对刷轮进行整刷或更换刷轮. . • 2.酸液的浓度:3—5% 3.刷轮电流:3±0.5A4.烘干段温度:95±5℃5.输送速度:3.1±0.05mm 处理后的板面是否清洁应进行检查，简单的检 验方法是水膜破裂试验法板面滑活处理 后， 流水浸湿，垂直放置，整个板面上的连续水膜 应能保持15秒钟不破裂清洁处理后，最好立 即贴膜，如放置时间超过四个小时，应重新进 行清洁前处理常见的不良问题：板面氧化、粘胶等等板 面氧化的原因主要来源于：前处理的参数不正常， 比如说浓度偏低、温度偏低或者是速度偏快等；粘 胶来源于前处理之前的板面有些粘胶，而前处理的 过程中无法去除掉从而导致经过前处理的板子上粘 有一些胶无法去掉从而对后续的品质造成严重的影 响贴 膜 • 贴膜时，先从干膜上剥下聚乙烯保护膜，然后 在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在覆 铜 箔板上干膜中的抗蚀剂层受热后变软，流动 性增加，借助于热压辊的压力和抗蚀剂中粘结 剂的作用完成贴膜• 贴膜通常在贴膜机上完成，贴膜机型号繁多，但基本结 构大致相同： 贴膜可连续贴，也可单张贴。

连续贴膜时要注意在上、下干膜送料辊上装干膜时要对 齐， 单张贴时，膜的尺寸要稍小于板面，以防抗蚀剂 粘到热压辊上连续贴膜生产效率高，适合于 大批量 生产，小批量生产可采用单张贴法，以减少干膜的浪费 贴膜时要掌握好的三个要素为压力、温度、传送速度• 压力：新安装的贴膜机，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，根据印制板 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，一般线压力为0.5—0.6kg／㎡ • 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100℃左右 传送速度：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通常传 送速度为0.9一 1.8米／分• 大批量生产时，在所要求的传送速度下， 热压辊难以提供足够的热量，因此需给要 贴膜的 板子进行预热，即在烘箱中干燥 处理后稍加冷却便可贴膜。

• 为适应生产精细导线的印制板，又发展了 湿法贴膜工艺，此工艺是利用专用贴膜机 在贴干 膜前于铜箔表面形成一层水膜， 该水膜的作用是：提高干膜的流动性；• 驱除划痕、砂眼、凹坑和 织物凹陷等部位 上滞留的气泡；在加热加压贴膜过程中，水 对光致抗蚀剂起增粘作用，因而可 大大改 善干膜与基板的粘附性，从而提高了制作精 细导线的合格率，据报导，采用此工艺精细 导线合格率可提高1—9％ • 完好的贴膜应是表面平整、无皱折、无气泡 、无灰尘颗粒等夹杂 • 为保持工艺的稳定性，贴膜后应经过15分钟 的冷却及恢复期再进行曝光 对板曝 光 • ◎对板 • 对板：对板作业员是指将底片与以压过膜的板进对位的 过程，是进行图像转移所不可缺少的步骤；其目的在于 使底片上图像与板上的孔作一个定位的动作，以便后续 作业 • 对板作业所遵循的规则是以孔为中心，以不崩孔为原则 即作业中是板上的孔为对位的基准点，而不是说随意 的盖于板面即可的一种简单动作 • 对板作业根据其作业方式的来不同基本上可分三类：手 工作业(目视定位)、上PIN对板作业(即所谓的PIN对)以 及“三明治”式对板作业； • 手工作业 是指通过人工方法将底片对准于板 上，此种作业方式灵活性较高但对于局部性 孔偏无法作出及时以及有效的反应，而且底 片在不断的人工拉扯过程。