图形转移流程中甩线、渗镀不良的影响因素研究

发布日期:2016-08-12

  摘要 随着PCB制作中粗细化线路发展的要求,提高产品的良率和线路的质量越来越重要,而线路的质量影响最大的工序是图形转移。细线路(线路线隙≤3/3mil)的产品的良率在图形转移工序更为重要。本文研究了细线路产品在图形转移工序制作参数的优化方法,以供同行参考。

  关键词 线宽;线隙;影响因素;甩线

  一、概述

  早期电子产品的功能比较简单,线宽线隙都非常大,线路的质量对产品的影响较小。随着电子产品的迅猛发展,HDI已经处于主流电子产品,线宽线隙越来越精细(线宽线隙≤3/3mil),线路的质量对产品的影响非常大,而图形转移工序又是对线路质量影响最关键工序。细线路产品在图形转移的影响环节:前处理、贴膜、曝光、显影,几乎涵盖了整个图形转移工序。前处理的磨板方式、磨痕宽度、保养方式;贴膜的实际贴膜温度、贴膜速度、贴膜压力及干膜类型;曝光的曝光能量、曝光均匀性、吸真空、曝光方式;显影的压力、显影液的浓度、显影点、水洗压力、水洗流量等对线路的甩线、渗镀都会造成重大影响。要获得一个最佳的工艺条件并非易事。本文讨论了图形转移流程中前处理磨板、贴膜、曝光、显影对细线路产品甩线、渗镀的影响。

  二、实验方案设计

  根据各影响因素,制定实验方案(贴膜参数参考《掩孔蚀刻流程中贴膜参数的优化》贴膜设定温度120℃,贴膜压力:4.0kg/cm2,贴膜速度:2.0m/min)。

  各影响参数使用五因素二水平的正交实验法设计(简化),具体如下表1和表2

  表1 各影响参数实验因素--------水平表

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  表2 各影响参数实验安排表

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  各实验方案分别试板50PNL,实验板:线宽/线隙:3.5/3mil

  三、实验过程

  1、第一组实验(生产线没特别管控时的普通参数)

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  磨痕吸水海棉清洗频率曝光能量显影点显影压力试板板量

  8mm1次/6小时7格残60%2kg/cm250PNL

渗镀

渗镀

严重甩线

  小结: A、不良统计:渗镀不良5PNL, 甩线不良6PNL,PNL总不良率:22% 。

  B、磨痕太小,吸水海棉清洗不够或清洗方式不对,造成渗镀不良率非常高。

  C、曝光能量低,在渗镀不良图片中也可看出线路边缘不平整,有锯齿。

  D、显影压力大及显影点高,甩线非常严重。

  2、第二组实验(特别管控吸水海棉清洗频率,其它参数不特别管控)

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渗镀(有轻微锯齿)

渗镀 (有轻微锯齿)

甩线

  小结:A、不良统计:渗镀不良2PNL,甩线不良 6PNL,PNL总不良率:16% 。

  B、吸水海棉清洗频率提升后,渗镀不良率明显下降。

  C、曝光能量低,在渗镀不良图片中可看出线路边缘不平整,有锯齿。

  D、显影压力大及显影点高,甩线非常严重。

  3、第三组实验(加大磨痕及降低显影点,其它参数不特别管控)

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渗镀

渗镀与甩线

 渗镀与甩线

  小结:A、不良统计:渗镀不良4PNL,甩线不良5PNL,PNL总不良率:18% 。

  B、加大磨痕,渗镀不良有一定下降,但下降比率没有提升吸水海棉清洗频率大,即吸水海棉的清洗频率对渗镀的贡献比磨痕大。

  C、曝光能量低,在渗镀不良图片中也可看出线路边缘不平整,有锯齿。

  D、显影显影点低,甩线有一定的改善,改善效果不是很明显。

  4、第四组实验(加大大磨痕、吸水海棉清洗频率及降低显影点、显影压力,其它参数不特别管控)

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渗镀

甩线

甩线

  小结: A、不良统计:渗镀不良 1PNL,甩线不良1PNL,PNL总不良率:4% 。

  B、渗镀问题明显改善。

  C、曝光能量低,在渗镀不良图片中也可看出线路边缘不平整,有锯齿。

  D、显影点低及显影压力低,改善甩线效果非常明显。

  5、第五组实验(提高曝光能量及降低显影压力,其它参数不特别管控)

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渗镀

渗镀

甩线

  小结:A、不良统计:渗镀不良5PNL,甩线不良2PNL,PNL总不良率:14% 。

  B、磨痕太小,吸水海棉清洗频率不够或清洗方式不对,造成渗镀不良率非常高。

  C、曝光能量提高,线路边缘平整,无锯齿。

  D、显影压力小,改善甩线效果很明显。

  6、第六组实验(加大磨痕、提升吸水海棉清洗频率、提升曝光能量、降低显影点、降低显影压力)

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  小结:不良统计:无渗镀及甩线不良,100合格

  四、实验结论

  1、通过实验,得出细线路板预防甩线、渗镀的最佳图形转移参数如下:

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  2、加大磨痕,对渗镀有一定的改善效果。

  3、提升吸水海棉的清洗频率(清洗方法:使用清水反复搓洗),对渗镀改善效果非常明显。

  4、做一些细线路的板,曝光能量适当升高,可有效改善甩线及线路锯齿不良,但伴随着易造成曝光不良异常,可使用平行曝光机解决曝光不良问题。

  5、降低显影点(加快显影),对甩线有一定的改善效果。

  6、降低显影压力,对甩线的改善效果非常明显。

  参考文献:

  翟表霞、朱拓《掩孔蚀刻流程中贴膜参数的优化》印制电路资讯,2013/05月第三期。

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