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文檔簡介
直寫成像式曝光設備2024-03-15發(fā)布2024-10-01實施國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會I l2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4分類與結構 35技術要求 6測試方法 87檢驗規(guī)則 9產品隨機文件 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國半導體設備和材料標準化技術委員會(SAC/TC203)提出并歸口。本文件起草單位:合肥芯碁微電子裝備股份有限公司、廣州興森快捷電路科技有限公司、安徽省工業(yè)和信息化研究院、深南電路股份有限公司、四創(chuàng)電子股份有限公司、中國電子技術標準化研究院、合肥矽邁微電子科技有限公司、深圳市克洛諾斯科技有限公司、深圳拜波赫技術有限公司。1直寫成像式曝光設備1范圍本文件規(guī)定了直寫成像式曝光設備的分類與結構、技術要求、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸和貯存及產品隨機文件的要求,描述了測試方法,包括試驗一般條件、外觀和尺寸檢查、性能測試、安全性測試和噪聲測試。本文件適用于印制電路板及集成電路封裝基板用直寫成像式曝光設備的設計、研發(fā)、驗證、制造、使用及檢驗等過程。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T2893.2圖形符號安全色和安全標志第2部分:產品安全標簽的設計原則GB/T3768聲學聲壓法測定噪聲源聲功率級和聲能量級采用反射面上方包絡測量面的簡易法GB/T3785.1電聲學聲級計第1部分:規(guī)范GB/T5226.1—2019機械電氣安全機械電氣設備第1部分:通用技術條件GB/T6388運輸包裝收發(fā)貨標志GB/T13306標牌GB/T13384機電產品包裝通用技術條件GB/T16471運輸包裝件尺寸與質量界限GB/T18209.2—2010機械電氣安全指示、標志和操作第2部分:標志要求SJ/T10668—2023電子組裝技術術語3術語和定義SJ/T10668—2023界定的以及下列術語和定義適用于本文件。采用光反射、電光相互作用、聲光相互作用等方式改變光傳播方向或能量分布的器件。直寫成像式曝光directwritingimagingexposure利用激光二極管、發(fā)光二極管或其他光源通過空間光調制器(3.1)進行光束掃描的技術。分辨率resolution在光學曝光成像中,一種曝光設備或一種光致抗蝕劑等感光材料所能產生清晰圖像的最小圖形尺寸。2注:通常用最小圖形線寬、兩個圖形間的最小間距以及最小的空間(線對)周期表征。除非另有規(guī)定,隨機選取印制板上導線的任意點,從其正上方觀察到的寬度。線寬均勻性linewidthuniformity某個曝光區(qū)域內,相同特征圖形實際曝光結果的特征尺寸差異。注:用百分數(shù)(%)表示。單位時間內完成曝光的面積。注:產能也指在指定基板規(guī)格尺寸的情況下,單位時間內完成曝光的面數(shù)。圖形拼接精度patternstitchingaccuracy曝光圖形由多個掃描場曝光組成,相鄰兩次掃描曝光圖形存在拼接,拼接處圖形和設計圖形之間的間隔在一個導電層上,隔離的導電線路的相鄰邊緣之間(不是中心到中心的距離)觀察到的間距。單位曝光面積上接收到的能量。注:單位為毫焦每平方厘米(mJ/cm2)。對印制板或封裝基板進行曝光時,感光材料上的曝光圖形與印制板或封裝基板上外層圖案的相對位置精度。雙面對準精度double-sidealignmentaccuracy對印制板或封裝基板進行曝光時,正反兩面曝光后圖形的相對位置精度。在多次拼接成像曝光中的每一個單次曝光區(qū)域。注:通常為條狀。阻焊壩在相鄰導體間較狹小空隙中的條狀阻焊圖形。注:阻焊堤起到阻擋焊錫流通的作用。3阻焊開窗soldermaskopening阻焊圖形中不覆蓋阻焊劑的空白區(qū)域。4分類與結構4.1產品分類直寫成像式曝光設備的機型按照曝光應用類型分為:應用于線路曝光的線路直寫成像式曝光機型和應用于阻焊曝光的阻焊直寫成像式曝光機型。通常按照分辨率或最大有效曝光尺寸對直寫成像式曝光設備分級。推薦的最大有效曝光尺寸見表1。本文件產品性能要求按分辨率分級。表1推薦的最大有效曝光尺寸機型加工對象最大有效曝光尺寸線路直寫成像式曝光機型封裝基板類載板、高密度互連印制板、剛性印制板、撓性印制板、剛撓印制板高密度互連印制板、剛性印制板、撓性印制板、剛撓印制板剛性印制板、撓性印制板、剛撓印制板剛性印制板、撓性印制板阻焊直寫成像式曝光機型封裝基板、類載板、高密度互連印制板、剛性印制板、撓性印制板、剛撓印制板4.2產品結構組成直寫成像式曝光設備主要結構組成見表2。表2直寫成像式曝光設備主要結構組成結構說明曝光臺面具備吸附、固定功能的基板放置臺面成像系統(tǒng)光源、成像及空間光調制器環(huán)控系統(tǒng)控制設備內部溫度、濕度的模塊定位系統(tǒng)多軸定位平臺系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制模塊和輸入、輸出接口對位系統(tǒng)用于基板圖形靶標對準的模塊調焦系統(tǒng)調整焦平面位置的模塊44.3設備工作條件除另有規(guī)定外,直寫成像式曝光設備工作條件見表3。表3直寫成像式曝光設備工作條件序號工作條件說明環(huán)境光源黃光2溫度3相對濕度4潔凈度10000級及以上5電源交流380V;16A;50Hz;7kW6地基振動級別5技術要求5.1外觀和尺寸直寫成像式曝光設備的外觀和尺寸應符合下列要求:a)設備尺寸符合設計規(guī)格;b)設備外觀完好,表面平整光潔、色澤均勻,無裂紋、褪色及永久性污漬,無明顯變形和劃痕,金屬件無腐蝕;c)設備表面及顯示面板上的標志清楚可辨。按6.3.4測試后,線路直寫成像式曝光機型的分辨率、線寬和線距指標應滿足表4的要求,阻焊直寫成像式曝光機型的分辨率、阻焊堤和阻焊開窗指標應滿足表5的要求。表4線路直寫成像式曝光機型分辨率、線寬和線距指標機型分辨率線寬線距線路直寫成像式曝光機型6668885表5阻焊直寫成像式曝光機型分辨率、阻焊堤和阻焊開窗指標機型分辨率阻焊堤阻焊開窗阻焊直寫成像式曝光機型5.2.2線寬均勻性除另有規(guī)定外,按6.3.5測試后,各分辨率線路直寫成像式曝光機型在其極限分辨率下的線寬均勻性應不大于±10%。5.2.3能量均勻性按6.3.6測試后,各分辨率線路直寫成像式曝光機型和阻焊直寫成像式曝光機型在其分辨率下的能量均勻性應不小于95%。除另有規(guī)定外,按6.3.7測試后,各分辨率線路直寫成像式曝光機型和阻焊直寫成像式曝光機型在其分辨率下的圖形拼接精度應不大于±10%。5.2.5外層對準精度按6.3.8測試后,各分辨率線路直寫成像式曝光機型在其分辨率下的外層對準精度應滿足表6的要求,各分辨率阻焊直寫成像式曝光機型在其分辨率下的外層對準精度應滿足表7的要求。表6線路直寫成像式曝光機型外層對準精度機型分辨率外層對準精度線路直寫成像式曝光機型68士5士8士106表7阻焊直寫成像式曝光機型外層對準精度機型分辨率外層對準精度阻焊直寫成像式曝光機型士15按6.3.9測試后,各分辨率線路直寫成像式曝光機型在其分辨率下的雙面對準精度指標應滿足表8的要求。表8線路直寫成像式曝光機型雙面對準精度機型分辨率雙面對準精度線路直寫成像式曝光機型68在不同工藝條件下,按6.3.10測試后,各分辨率線路直寫成像式曝光機型的產能應不低于表9的要求,各分辨率阻焊直寫成像式曝光機型產能指標應不低于表10的要求。表9線路直寫成像式曝光機型產能機型分辨率線寬線距曝光尺寸mm能量密度mJ/cm3產能面/h線路直寫成像式曝光機型666888625×460625×460625×460625×4607表10阻焊直寫成像式曝光機型產能機型分辨率阻焊堤阻焊開窗曝光尺寸能量密度mJ/cm3產能面/h阻焊直寫成像式曝光機型5.3安全直寫成像式曝光設備的安全設計應符合GB/T5226.1—2019的要求。直寫成像式曝光設備的安全標志應符合下列要求:a)設備內部可能產生危險的光源光泄漏、電氣安全、機械安全和操作風險的位置附近及對應的罩殼或外防護上粘貼安全標志;b)安全標志圖形含義、顏色組合與使用方法符合GB/T2893.2的規(guī)定。5.3.3緊急停止開關直寫成像式曝光設備應具有緊急停止開關裝置,當裝置被觸發(fā)時,將使設備進入安全停機狀態(tài),不會產生附加危險。緊急停止開關裝置應符合GB/T5226.1—2019中5.3.4的規(guī)定。直寫成像式曝光設備應具有聯(lián)鎖保護電路,按6.4.3.1測試時,聯(lián)鎖保護電路被觸發(fā)后,設備的相關部分(如運動部件等)自動轉至安全狀態(tài),聯(lián)鎖保護電路的手動或自動復位,不應引發(fā)設備可能發(fā)生危險情況的運行。設備接地保護應符合下列要求:a)設備具有可供連接接地保護導線的接地保護端子,并有明顯的標識;b)按6.4.3.2測試時,接地保護端與接地保護的所有可觸及金屬部件之間的電阻不大于0.1Ω;c)接地線的顏色為黃綠色。按6.4.3.3測試時,設備電源插頭或電源引入端與外殼裸露金屬部件之間的絕緣電阻,應不小于正常工作時,按6.5測試直寫成像式曝光設備的工作噪聲應滿足下列要求:8a)連續(xù)或間歇噪聲不大于80dB(A);b)瞬間噪聲不大于120dB(A)。6測試方法6.1試驗一般條件直寫成像式曝光設備應處于正常工作條件,應符合4.3的規(guī)定。6.2外觀和尺寸檢查直寫成像式曝光設備的尺寸可通過卷尺進行測量;設備外觀、設備表面及顯示面板上的標志可通過目視法進行檢驗。6.3性能測試6.3.1測試材料和測試圖形測試用材料和測試圖形見表11。表11測試用材料和測試圖形序號測試用材料和測試圖形說明1感光材料通常是干膜或者油墨或者光刻膠2基板通常是標準尺寸的覆銅板,其他材質視具體需求調整3顯影液顯影液型號、顯影時間根據(jù)感光材料和工藝類型決定4測試圖形包括用于分辨率、線寬、線距、阻焊堤、阻焊開窗和產能等測試的數(shù)字化圖形測試儀器見表12。表12測試儀器序號測試儀器技術要求1顯微鏡2功率計量程30mW~150W3卷尺量程0m~10m4秒表測量誤差≤0.01s5接地電阻測試儀測量誤差不超過滿量程的±3%,單位為毫歐(mΩ)6絕緣電阻表電阻上限500V,測量誤差不超過±10%7聲級計頻率范圍25Hz~8kHz,采用A計權聲級模式直寫成像式曝光設備主要性能測試的測試條件包含下列要求:9GB/T43725—2024a)直寫成像式曝光設備各分模塊測試并確認完畢;b)直寫成像式曝光設備整機的所有接口、環(huán)境和廠房條件測試并確認完畢;c)直寫成像式曝光設備上位機軟件系統(tǒng)測試完畢;d)完成直寫成像式曝光設備調試標定相關參數(shù),設備的各項設置參數(shù)可正常設定;e)具備直寫成像式曝光設備性能測試過程所需的測試工具等必要的外部條件。6.3.4.1分辨率測試:采用可達到該設備最小線寬要求的感光材料,在基板上涂覆或貼覆該感光材料,然后用直寫成像式曝光設備曝光含有表4或表5中該機型分辨率的測試圖形,顯影后使用顯微鏡進行測量。6.3.4.2線寬、線距測試:在基板上涂覆或貼覆合適的感光材料,在最佳焦平面下,曝光含有直寫成像式曝光設備規(guī)格的線寬橫豎斜線的測試圖形,顯影后用顯微鏡測量板面上的線寬,橫豎斜3種線型,各測量9個點,共27組數(shù)據(jù)。6.3.4.3阻焊堤測試:在涂覆阻焊感光材料的基板上,曝光含有表5指標的阻焊堤的圖形,顯影后使用顯微鏡測量板面上的阻焊堤,每種指標測量36個點,共36組數(shù)據(jù)。6.3.4.4阻焊開窗測試:在涂覆阻焊感光材料的基板上,曝光含有表5指標的開窗的圖形,顯影后使用顯微鏡測量板面上的開窗,每種指標測量36個點,共36組數(shù)據(jù)。6.3.5線寬均勻性測試曝光符合直寫成像式曝光設備規(guī)格的線寬測試圖形,顯影后使用電子顯微鏡測量不同區(qū)域的線寬,包含每個掃描條帶的橫豎斜線共4個位置,測量整板最大最小線寬計算標準均勻性偏差。6.3.6能量均勻性測試將成像區(qū)域均勻分成8×4陣列,使用功率計測量這32個區(qū)域的功率能量。能量均勻性按公式(1)計算:P——能量均勻性;Pmx——能量最大值;Pamge——能量平均值。6.3.7圖形拼接精度測試通過實際曝光直寫成像式曝光設備標稱指標的測試圖形,其中橫線和豎線比例為1:1,顯影后用顯微鏡測量圖形中曝光條帶之間拼接誤差。6.3.8外層對準精度測試先曝光對位用的Mark1圖形(圓點),再以Mark1為對位點曝光Mark2圖形(圓環(huán)),使用直寫成像式曝光設備自帶的電荷耦合器件圖像傳感器測量同一位置圓點和圓環(huán)中心點坐標XY方向偏移量的最大值,或顯影后測量XY方向偏移量的最大值。注:Mark1和Mark2代表光刻機自設的位置標記點。6.3.9雙面對準精度測試使用直寫成像式曝光設備對標稱板厚范圍內的基板,兩面涂覆或貼覆感光材料,先在正面曝光對位用的Mark1圖形(圓點),再在反面以Mark1為對位點曝光Mark2圖形(圓環(huán)),可使用設備自帶的電荷耦合器件圖像傳感器測量同一位置圓點和圓環(huán)中心點坐標偏移量的最大值,或顯影后測量偏移量的最大值。在指定基板尺寸、能量密度和對位方式的條件下,從進板到出板的全過程,記錄1h內生產的數(shù)量。6.4安全性測試6.4.1安全標志檢查目視檢查直寫成像式曝光設備外殼表面及內部粘貼的安全標志。6.4.2緊急停止開關功能測試按下緊急停止開關按鈕,在緊急停止開關激活期間,確認所使用的斷開電能裝置(如接觸器、繼電器)已打開并有效切斷系統(tǒng)的電源。激活聯(lián)鎖保護后,能自動將直寫成像式曝光設備置于安全的狀態(tài),能給操作人員提示,在聯(lián)鎖保護電路手動或自動復位之前無法重新啟動運行設備。使用接地電阻儀測量保護接地端子與外殼上可觸及金屬部件之間的電阻。在設備電源插頭不插入電源插座、電源開關接通的情況下,在電源插頭或電源引入線端與外殼上可觸及金屬部件之間施加500V直流電壓,穩(wěn)定5s后,讀取絕緣電阻值。應按GB/T3768規(guī)定的方法測定,測試儀器應選用GB/T3785.1規(guī)定的2級及2級以上的聲級計。采用聲級計的A計權聲級網(wǎng)絡。直寫成像式曝光設備周圍不應放置障礙物,與墻壁的距離一般大于2m。將測試儀器置于水平位置,傳聲器面向噪聲源,傳聲器距離地面高度為1.5m,與設備的距離為1m(按基準體表面計),進行測量。每次測量點數(shù)為5點,即沿設備周圍表面矩形每一邊的中點(共4個點)和設備正上方1m處的1點。取各點噪聲平均值為最后測定結果。同時,應測量相應點的背景噪聲,按表13的要求進行修正。判定結果是否符合5.3.5的要求。表13噪聲修正值修正內容閾值背景噪聲與設備噪聲的差值/dB(A)3~55~88~10修正值(從測量值中應減去量)/dB(A)3210.507檢驗規(guī)則7.1檢驗分類直寫成像式曝光設備的檢驗分為型式檢驗和質量一致性檢驗。7.2型式檢驗型式檢驗由生產方負責進行。當產品遇有下列情況之一時,應進行型式檢驗:a)新產品的試制定型鑒定;b)產品停產一年后重新生產;c)設計、結構或工藝有較大變動可能影響性能時;d)正常生產中每兩年不少于一次;e)質量一致性檢驗結果與上一次型式檢驗有較大差異時;f)國家質量監(jiān)督機構提出型式檢驗的要求時。型式檢驗檢驗項目及順序見表14。7.2.2檢驗情況處理型式檢驗全部合格,判定為型式檢驗合格;若有一項不合格,應組織整改直至合格。7.3質量一致性檢驗質量一致性檢驗應符合下列要求:a)質量一致性檢驗由生產方負責進行;b)每臺直寫成像式曝光設備出廠之前應逐臺通過質量一致性檢驗。質量一致性檢驗項目及順序符合表14的規(guī)定。表14檢驗項目及順序序號檢驗項目技術要求條款檢驗方法條款型式檢驗質量一致性檢驗1外觀和尺寸√√2分辨率、線寬、線距、阻焊堤、阻焊開窗√√3線寬均勻性√√4能量均勻性√√表14檢驗項目及順序(續(xù))序號檢驗項目技術要求條款檢驗方法條款型式檢驗質量一致性檢驗5圖形拼接精度5.2.46.3.7√√6外層對準精度5.2.56.3.8√√7雙面對準精度5.2.66.3.9√
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