干膜講義完整版本

旗利得電子有限公司干膜品質(zhì)技術(shù)部制程講義主講品質(zhì)技術(shù)部文艷芳

CMK目錄一、名詞簡(jiǎn)介二、發(fā)展歷程三、類別簡(jiǎn)介四、成份簡(jiǎn)介五、管控重點(diǎn)六、常見(jiàn)問(wèn)題一、名詞簡(jiǎn)介將各種高分子化合物按特定的比例配制，多重?cái)嚢韬蠼?jīng)精細(xì)過(guò)濾后，形成感光乳劑。再將感光乳劑均勻地涂布在PE膜上。經(jīng)低溫干燥后在感光乳劑上蓋上一層PET膜，整齊地卷起形成干膜原始卷，然后根據(jù)客戶要求的尺寸切割，形成我們現(xiàn)在使用的干膜。PE層DF層PET層二、發(fā)展歷程1、溶劑型早在1968年起，干膜就使用于印刷電路板工業(yè)中。杜邦（Dupont）公司率先引進(jìn)“溶劑型干膜”產(chǎn)品做為PCB感光影像轉(zhuǎn)移之工具。此等干膜是使用“三氯乙烷”之有機(jī)溶劑進(jìn)行顯像，完成蝕刻或在電鍍之后，再以二氯化甲烷（MithyleneChloride）來(lái)進(jìn)行剝膜。2、水溶型到了1970年Dynachem公司開(kāi)始使用“全水溶性干膜”。此種水溶性干膜技術(shù)，在顯像以及剝膜過(guò)程中，可免除各種為害頗大的有機(jī)溶劑。但不幸在當(dāng)時(shí)（1970年）的早期，發(fā)現(xiàn)無(wú)法此種干膜無(wú)法與各種電鍍?nèi)芤合嗳荩ㄈ绺邷刂沽姿徨冦~液），因而主要僅使用在“直接蝕刻”（Print-and-Etch）之用途上。我們公司就屬于顯影后直接蝕刻。3、半水溶型

1970年Dynachem公司亦最先推出“半水溶性”（Semi-Aqueous）干膜，做為水溶性商品的改良物。半水溶型光膜在顯像及剝膜時(shí)，還需添加可與水完全互溶（Miscible）的有機(jī)溶劑（如BCS）。此種半水溶劑型相較之下，不但可以增加(“線路電鍍”PatternPlating)應(yīng)用的范疇，亦可降低制程的成本。4、水溶型目前水溶型干膜的成熟技術(shù)，已非34年前之技術(shù)所能比擬。自從1970年開(kāi)始采用水溶型干膜以來(lái)，在業(yè)界各種PCB制造商的不斷要求下，此項(xiàng)技術(shù)就不斷的更新?lián)Q代，已非常的成熟了。至于干膜光阻劑的外形結(jié)構(gòu)，卻是從1968年引用以來(lái)至今未變。此種干膜光阻層是在25um厚的聚乙烯膜與25um厚的聚酯層之間。

三、類別簡(jiǎn)介1、用途方面:

A、抗電鍍干膜；B、抗蝕刻干膜；2、干膜乳劑厚度方面:

A、25um，常用于精度要求高的內(nèi)層制作；

B、38um，常用于表面線路制作；

C、45um，常用于大孔徑、厚銅層制作；

D、100um，常用于超大孔徑、超厚銅層制作，常用于高電流、高電壓方面用的基板；四、成份簡(jiǎn)介:1、粘合劑作為感光乳劑的成膜劑，使感光乳劑各組份粘結(jié)成膜。具有一定程度的硬度，起抗蝕劑骨架作用，是感光乳劑中最重要的關(guān)鍵元素；它在光致聚合過(guò)程中不參與化學(xué)反應(yīng)。要求粘結(jié)劑具有較好的成膜性，與光致抗蝕劑的各組份有較好的互溶性；與加工金屬(銅、鐵、鋁)表面有較好的附著力；它很容易從金屬表面用強(qiáng)堿溶液除去；有較好的抗蝕刻、抗電鍍、抗冷流、耐熱等性能。2、光聚合單體

此為感光聚合制程中之重要元素。單體在曝光過(guò)程中會(huì)與先出現(xiàn)的“自由基”發(fā)生反應(yīng)，然后再開(kāi)始一系列的傳播式的感光聚合反應(yīng)，常稱為交聯(lián)反應(yīng)。它是光致抗蝕劑膠膜的主要組份，在光引發(fā)劑的存在下，經(jīng)紫外光照射發(fā)生聚合反應(yīng)，生成體型聚合物，感光部分不溶于顯影液，而未曝光部分可通過(guò)顯影除去，從而形成抗蝕刻圖像。

3、感光起始劑

感光起始劑是影響感光速率的重要成份，直接如影響曝光時(shí)間、作業(yè)效率。干膜光致乳劑通常使用安息香醚、叔丁基恿醌等作為光引發(fā)劑。在鎬燈、高壓汞燈、碘鎵燈310—440nm波長(zhǎng)范圍紫外光線照射下，感光起始劑吸收紫外光的能量產(chǎn)生游離基，而游離基進(jìn)一步引發(fā)光聚合單體持續(xù)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)完成曝光作業(yè)。4、塑化劑

使用塑化劑是為了增進(jìn)感光乳劑在物性上、功能上的適應(yīng)能力，使其與金屬表面有更強(qiáng)的附著力，增強(qiáng)感光乳劑的密著性。減少或降低因干膜附著力不佳，產(chǎn)生負(fù)性殘銅、缺損、斷路，從而提升產(chǎn)品品質(zhì)。塑化劑的使用量需嚴(yán)格控制，附著力過(guò)強(qiáng)就會(huì)導(dǎo)致顯影時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、解像能力差(無(wú)法制作細(xì)密線路)之系列問(wèn)題發(fā)生。

5、增粘劑可增加感光乳劑與金屬表面(銅、鐵、鋁)的化學(xué)結(jié)合力，防止因粘結(jié)不牢引起干膜起翹、脫落等問(wèn)題。常用的增粘劑如苯并三氮唑。

6、熱阻聚劑在干膜的生產(chǎn)及應(yīng)用過(guò)程中，很多工序需要接受熱能，為阻止熱能對(duì)干膜的聚合作用加入熱阻聚劑。如甲氧基酚、對(duì)苯二酚等均可作為干膜的熱阻聚劑。7、色素

A、感光乳劑添加色素的目的∶①、便于干膜本身材質(zhì)狀況的檢查；②、生產(chǎn)作業(yè)中便于檢驗(yàn)、確認(rèn)生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)狀況；

B、感光乳劑中色素的種類∶①、感光后增色，感光后感光乳劑的顏色加深。我們公司使用的是此種類型的干膜；②、感光后褪色，感光后感光乳劑的顏色變淺。因其感光后顏色變化不明顯，故使用較少；8、有機(jī)溶劑為溶解上述各組份必須使用溶劑。不同公司的配方不同，感光乳劑中有機(jī)溶劑的含量也不同，但其范圍均在5－15%以內(nèi)。有機(jī)溶劑通常采用丙酮、酒精等。此外有些種類的干膜還加入光致變色有機(jī)溶劑，使之輔助色素在曝光后增色或減色，以利于鑒別感光乳劑是否曝光。1、干膜的儲(chǔ)存

干膜在儲(chǔ)存過(guò)程中可能由于溶劑的揮發(fā)而變脆，也可能由于環(huán)境溫度的影響而產(chǎn)生熱聚合，或因抗蝕劑產(chǎn)生局部流動(dòng)而造成厚度不均勻(即所謂冷流)，這些都嚴(yán)重影響干膜的使用。因此在良好的環(huán)境里儲(chǔ)存干膜是十分重要的。技術(shù)要求規(guī)定，干膜應(yīng)儲(chǔ)存在陰涼而潔凈的室內(nèi)，防止與化學(xué)藥品和放射性物質(zhì)一起存放。儲(chǔ)存條件為：黃光區(qū)，溫度低于21℃(5—21℃為最佳，我司管控標(biāo)準(zhǔn)爲(wèi)21±2℃)，相對(duì)濕度50％左右（我司管控標(biāo)準(zhǔn)爲(wèi)45

-60

%以下)。儲(chǔ)存期從生產(chǎn)標(biāo)示日期算起必須在六個(gè)月內(nèi)用完。超過(guò)儲(chǔ)存期按技術(shù)要求試驗(yàn)確認(rèn)后判定合格的，須嚴(yán)格依照試驗(yàn)條件使用。在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避免受潮、受熱、受機(jī)械損傷和受日光直接照射。五、管控重點(diǎn)

A、干膜的感光乳劑為半流體材質(zhì)，具備流動(dòng)性，故不能作長(zhǎng)時(shí)間的垂直放置。否則易產(chǎn)生流膠問(wèn)題，導(dǎo)致干膜的感光乳劑層厚度不均勻、感光能量不同造成一系列品質(zhì)問(wèn)題；

B、干膜貼膜后PE膜在顯影前的作用為?

①、保護(hù)干膜的感光乳劑層不受損傷；

②、防止氧氣滲入，降低或抑制感光乳劑在曝光時(shí)的反應(yīng)效率。印刷的油墨與干膜的組成成份基本相同，但因在涂布、干燥中有氧氣接觸而導(dǎo)致曝光能量比干膜高7—10倍。曝光前后應(yīng)盡量避免將保護(hù)膜揭起。2、干膜的放置此種放置易導(dǎo)致流膠正確的放置方式1、有余(殘)墨原因解決辦法1)干膜質(zhì)量差，如分子量太高或涂覆過(guò)程中偶然熱聚合等更換干膜2)干膜暴露在白光下造成部分聚合必須在黃光下進(jìn)行干膜操作3)曝光時(shí)間太長(zhǎng)縮短曝光時(shí)間4)照相底版最大光密度不夠，造成紫外光透過(guò)，部分聚合曝光前檢查照相底版5)曝光時(shí)照相底版與基板接觸不良造成虛光檢查抽真空系統(tǒng)及曝光框架6)顯影液溫度太低，顯影時(shí)間太短，噴淋壓力不夠或部分噴嘴堵塞。調(diào)整顯影液溫度和顯影時(shí)的傳送速度，檢查顯影設(shè)備7)顯影液中產(chǎn)生大量氣泡，降低了噴淋壓力在顯影液中加入消泡劑消除泡沫8)顯影液失效或濃度不夠更換或調(diào)整顯影液濃度、PH值六、常見(jiàn)問(wèn)題分析2、顯影后干膜圖像模糊，干膜表面發(fā)暗原因解決辦法1)曝光不足。用21級(jí)或則40級(jí)光密度尺確認(rèn)、調(diào)整曝光能量2)菲林最小透光度太小，使紫外光照射受阻。曝光前確認(rèn)菲林的使用次數(shù)，菲林的使用次數(shù)常在10000次左右。3)顯影液溫度過(guò)高或顯影時(shí)間太長(zhǎng)。調(diào)整顯影液溫度；制作顯影點(diǎn)，調(diào)整傳送速度3、圖像與基板結(jié)合不牢或圖像有缺損

原因解決辦法1)曝光偏低確認(rèn)燈管的使用次數(shù)，用曝光尺確認(rèn)調(diào)整曝光能量2)菲林的遮光度太大，使干膜受紫外光照射受阻確認(rèn)菲林的使用次數(shù)，并更新菲林3)顯影液溫度或濃度過(guò)高或顯影速度過(guò)慢確認(rèn)顯影液的狀況；制作顯影點(diǎn)，調(diào)整傳送速度4、顯影或蝕刻后干膜有缺損

原因解決辦法1）干膜性能不良，超過(guò)有效期使用盡量在有效內(nèi)便用干膜，干膜的有效使用期為六個(gè)月。2）基板清洗不干凈或粗化表面不良,干膜粘附不牢每班量產(chǎn)前確認(rèn)表面處理狀況，加強(qiáng)板面處理效果。4）曝光過(guò)度，干膜抗