曝光原理與曝光機(jī)介紹高啟清

曝光原理與曝光機(jī)2000/6/1目前一頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)課程綱要曝光原理手動線路曝光設(shè)備手動防焊曝光設(shè)備平行光系統(tǒng)自動曝光設(shè)備目前二頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)線路影像移轉(zhuǎn)方式的演進(jìn)散射光曝光(5mil)平行光曝光(2mil)雷射直接成像LDI(2mil)印刷(8mil)?目前三頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)曝光原理目前四頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)光阻劑種類乾膜光阻DryFilmPET+光阻+PE液態(tài)光阻 LiquidFilm防焊乾膜DryFilmSolderMask液態(tài)感光防焊阻劑 LiquidPhotoimageableSolderResist(LPSR)目前五頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)UV曝光原理目前六頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)光阻作用方式正型光阻感光分解，顯像時溶解正型光阻可製作出較細(xì)線路負(fù)型光阻感光聚合，形成高分子顯像時不會溶解有殘足問題目前七頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)光阻感光聚合過程自由基轉(zhuǎn)移TransferFreeRadical聚合/交聯(lián)Polymerization/CrossLinking單體吸收自由基Monomer+R’形成聚合體Polymer顯像DevelopingNa2CO3紫外線照射UVRadiation啟始劑裂解Photoinitiator出現(xiàn)自由基FreeRadicalR’PI+hPI*ITX+hITX*ITX*+PIITX+PI*Monomer&Oligomer+PI*Polymer+PI目前八頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)曝光對乾膜結(jié)構(gòu)的變化目前九頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)曝光製程-內(nèi)層內(nèi)層曝光抗蝕刻光阻塗佈壓膜DryFilmLamination滾塗RollerCoating乾膜：壓膜→曝光→顯像→蝕刻→剝膜 膜厚1.0,1.3mil，能量45~60mj/cm2濕膜：塗佈→預(yù)烘→曝光→顯像→蝕刻→剝膜 liquidfilm10~15m厚，需100~120mj/cm2 因無Mylar層可做較細(xì)線路，目前十頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)曝光製程-外層外層曝光抗電鍍光阻塗佈壓膜DryFilmLamination乾膜：壓膜→曝光→顯像→電鍍→剝膜 膜厚1.3,1.5mil目前十一頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)曝光製程-防焊防焊曝光保護(hù)銅面塗佈網(wǎng)印FloodScreenPrinting簾塗CurtainCoating噴塗SprayCoating塗佈→預(yù)烤→曝光→顯像→UV硬化→後烘烤 約1mil厚，能量400~600mj/cm2曝光時需抽真空使底片密貼板材並隔絕氧氣使聚合反應(yīng)加速完成目前十二頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)各種UV曝光燈管Capillary:毛細(xì)燈線路曝光用/5KwShortArc:汞氙短弧燈平行光曝光用/3.5,5,8KwLongArc:水銀燈/金屬鹵化物燈防焊曝光用/7,8,9,10Kw目前十三頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)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目前十四頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)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，解析度↓曝光能量↑時，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OffContact↑時，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)至光阻上目前十五頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)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(0.6mil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、壓力及速度的配合目前十六頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)能量對光阻聚合影響目前十七頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)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，這也是對能量均勻度的要求目前十八頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)UV曝光測量單位UV強(qiáng)度(照度)單位watt/cm2,milli-watt/cm2

Intensity(Irradiance)製程所需UV強(qiáng)度常不明確UV能量(劑量)單位joule/cm2,

milli-joule/cm2Energy(Dose)所接受能量與時間有關(guān)在1mw/cm2下照射1秒=1mj/cm2強(qiáng)度對時間曲線下面積是一般常給的操作參數(shù)目前十九頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)各種UV曝光量表IL1400UVA單一波長測量強(qiáng)度/能量EITUVIRadUVA(365)波長測量能量ORC351UVA單一波長測量強(qiáng)度/能量目前二十頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)曝光格數(shù)片格數(shù)片原理測量曝光量的多少，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，曝光時透光量每格不同，第一格光密度最低透光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DupontRiston17格、Riston25格Stouffer21格、Stouffer41格Kodak(No.2)21格HitachiPhotec21格目前二十一頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)吸真空對曝光影響OffContactExposure 只有平行光可用SoftContactExposure 底片與板面密貼但不吸真空，平行光可用。HardContactExposure底片與板面密貼且吸真空，散射光一定要用目前二十二頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)手動曝光設(shè)備目前二十三頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)手動散射光曝光機(jī)目前二十四頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)線路曝光機(jī)UVE-5K5KW毛細(xì)燈有效範(fàn)圍:740x610均勻度:85%Mylar對玻璃雙檯框人機(jī)界面操作檯框獨(dú)立能量控制故障點(diǎn)顯示檯面自動電磁鎖真空度不足時不曝光目前二十五頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)5KW曝光機(jī)燈管水套結(jié)構(gòu)目前二十六頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)5KW曝光機(jī)定期保養(yǎng)項目目前二十七頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)防焊曝光機(jī)UVE-7K7KW金屬鹵化物燈有效範(fàn)圍:810x610均勻度:85%Mylar對玻璃雙檯框人機(jī)界面操作檯框獨(dú)立能量控制故障點(diǎn)顯示檯面自動電磁鎖真空度不足時不曝光目前二十八頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)7KW曝光機(jī)燈管水套結(jié)構(gòu)目前二十九頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)7KW曝光機(jī)定期保養(yǎng)項目目前三十頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)手動曝光機(jī)操作畫面目前三十一頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)平行光系統(tǒng)目前三十二頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)散射光對曝光影響目前三十三頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)平行半角與斜射角目前三十四頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)平行光曝光系統(tǒng)平行反射鏡(CollimationMirror)曝光照射面(ExposureSurface)反射鏡(ReflectionMirror)點(diǎn)光源短弧燈(ShortArcLamp)橢圓集光器(Collector)冷鏡(DichroicMirror)積光器(Integrator)平行光源:5KW汞氙短弧燈平行半角(CHA):1.5斜射角(DA)<1目前三十五頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)平行光曝光燈源-汞氙短弧燈Gline:436nmHline:405nmIline:365nm光阻聚合365nm目前三十六頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)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Class1000→Class100正壓設(shè)計靜電消除目前三十七頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)志聖平行光曝光機(jī)半自動型UVE-5KC自動CCD對位型UVOA-5KD自動內(nèi)層型UVIA-5KD目前三十八頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)自動曝光設(shè)備目前三十九頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)自動曝光機(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-平行光曝光檯框種類上下框可掀式框玻璃框單燈-雙燈底片對位系統(tǒng)內(nèi)層雙面底片對底片對位方式曝光區(qū)內(nèi)對位底片安裝方式檯面底片吸真空對位機(jī)構(gòu)X-Y-Y,X-Y-製程板傳送系統(tǒng)進(jìn)料靠邊移載目前四十頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)自動曝光機(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位系統(tǒng)外層底片對製程板對位方式雙面對位-單面對位曝光區(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位機(jī)構(gòu)CCD個數(shù)對位靶孔目前四十一頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)自動曝光機(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位系統(tǒng)防焊底片對製程板對位方式雙面對位-單面對位曝光區(qū)外-曝光區(qū)內(nèi)底片安裝方式對位機(jī)構(gòu)CCD個數(shù)對位靶孔-對位Pad目前四十二頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)自動曝光機(jī)架構(gòu)-通用項目傳動系統(tǒng)伺服馬達(dá)傳動薄板傳送環(huán)境控制溫度濕度無塵度控制系統(tǒng)機(jī)臺動作-PLC自動對位-PC,Module操作介面-人機(jī),電腦目前四十三頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)自動對位機(jī)構(gòu)及CCD靶標(biāo)目前四十四頁\總數(shù)四十八頁\編于十五點(diǎn)外層自動曝光機(jī)UVOA-5KD5KW短弧燈/雙燈有效範(fàn)圍: 24“x21”/610x535mm雙面同時曝光玻璃對玻璃檯