岗位的质量要求，通常包括操作程序、工作内容、工艺规程及()等。

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光成像工艺规范..doc

目的规范工序制程能力的管控。范围适用于光成像工序制程能力的管控。职责技术中心负责该规范的编制与更新光成像工序工艺工程师引导该工序按规范要求开展工作。模块划分：规范模块内容章节号制程能力工序产品能力、设备能力、制程能力、产品类型及工艺流程工序资源工序设备、物料资源基本原理工序设备作用原理、物料原理工艺原则工序生产操作原则、参数设定原则及特殊产品要求工艺维护工序维护保养内容方法和标准制程监控工序制程监控要求和制程测试方法和标准制程改善制程状态改善方法和途径偏差处理规范和生产实际偏差处理方法和途径制程目标设备能力光成像工序设备能力详见【附件一】《光成像设备能力参数表》。制程能力曝光能量均匀性ge显影点板面上下差异le。产品类型及工艺流程：产品类型流程备注内线负片工艺开料rarr干膜前处理rarr贴膜rarr曝光rarrDES贴膜：干法贴膜、湿法贴膜曝光：菲林曝光、LDI曝光开料rarr化学前处理rarr内层涂覆rarr曝光rarrDES外线负片工艺负片电镀rarr干膜前处理rarr贴膜rarr曝光rarrDES外线正片工艺全板电镀rarr干膜前处理rarr贴膜rarr曝光rarr显影rarr图形电镀图镀铜镍金外线水金硬金全板电镀rarr干膜前处理rarr贴膜rarr曝光rarr显影rarr图镀铜镍金rarr干膜前处理rarr贴膜rarr曝光rarr显影rarr电镀硬金外线选择性沉金阻焊rarr干膜前处理rarr贴膜rarr曝光rarr显影rarr沉金光成像处理线流程具体详见【附件二】《处理线工艺流程图表》。工序资源设备资源：光成像工序设备资源详见【附件三】《光成像设备资源表》。物料资源：光成像工序物料资源详见【附件四】《光成像物料资源表》。基本原理定义：光成像又叫光化学图像转移它的主体流程一般包含前处理贴膜（或者涂覆）曝光和显影。此工艺首先在板子表面贴合一层光致抗蚀剂然后利用菲林或者激光直接成像选择性地曝光部分光致抗蚀剂使其发生链式聚合反应形成不溶于显影液的高分子聚合物之后将未曝光部分通过显影药水冲洗掉从而在板面上形成相应的图形以作为后续蚀刻或者电镀的抗蚀层。光成像前处理：光成像前处理一般通过化学或机械方法清洗板面并在铜表面形成凹凸不平具有一定粗糙度的的表面形貌以增加干膜与板面的结合力避免出现干膜脱落浮起等缺陷界面结合力：干膜湿膜和铜面间的结合力主要有化学键结合力和机械结合力。不同的抗蚀层由于其成分和形态的差异其与铜面之间占主导的结合力便有所不同比如干膜呈固态表面的分子相对稳定不饱和的化学键较少因此干膜与铜面的主要结合力是机械力。而湿膜不同于干膜湿膜呈液态表面分子的活性较高分子基团的不饱和键较多易与铜原子形成化学键因此湿膜和铜面之间的主要结合力是化学键合力。界面结合力的影响因素如下表：序号结合类型影响因素化学键合力表面清洁度界面化学作用力（分子间的范德华力极性键力等）影响化学键合力的大小如果铜表面存在油污残胶手指印等有机污染物抗蚀层与铜面的化学结合力将受到很大的影响。湿膜与铜面之间的粘附主要是靠化学键合力的因此湿膜的前处理对表面清洁度的要求较高相对而言化学键合力在干膜与铜面之间的粘附中起次要作用化学键合需要板面具有活性而板面活性的大小取决于表面CuCuCu的浓度比例。单质铜的键合活性最大而失去电子的铜离子则活性较小不易与干膜中的有机基团结合因此保持基铜表面新鲜无氧化也十分重要所以湿膜涂覆的前处理需要除油微蚀酸洗水洗等多步清洗。机械力表面粗糙度接触表面积接触角影响铜面与干膜之间的机械结合力干膜与铜面之间的粘附主要是依靠粗糙度形成的因此如何形成均匀密致具有微观凸凹结构的表面便是干膜前处理的重点即具有合适的Ra值和Rz值当然基铜表面的粗化度并非愈大愈好如下图所示：由于表面粗化造成的Rz值过大在波峰和波谷之间干膜与铜黏合不完全容易残留气泡。且干膜嵌入铜面较深在显影时线路的底部容易出现干膜显影不净的缺陷如果粗糙度过小表面过于光滑干膜与铜面的结合力不足这样在显影时干膜容易浮起从而导致开短路的缺陷此种情况是前处理必须避免的粗化需形成紧密的波峰波谷且各处分别均匀这样便可以与干膜形成较好的结合力如下图所示：表面粗化原理：粗化效果【图】所示：图铜面粗化效果表面粗糙度表征方法：序号参数计算方法图示Ra在取样长度内被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值即Ra能充分反映表面微观几何形状高度方面的特性但因受计量器具功能的限制不用作过于粗糙或太光滑的表面的评定参数。Ry指的是表面轮廓最大高度在取样长度内轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点如右图：Rz微观不平度十点平均高度在取样长度内５个最大的轮廓峰高Ypi平均值与个最大轮廓谷深Yvi平均值之和。前处理种类：化学前处理：化学前处理先去除铜表面的油污杂质然后利用化学微蚀去除铜面氧化在铜表面形成一定的粗糙度增加铜面和抗蚀层（主要适用于湿膜）的结合力其处理流程一般是：酸洗rarr除油rarr微蚀。工段作业原理影响因素酸洗酸洗的主要作用是去除铜表面的氧化反应如下：CuOHSOrarrCuSOHO硫酸浓度硫酸浓度较低时不能将铜表面的氧化去除干净喷淋压力喷淋可以将表面和孔内的铜氧化清洗干净如果喷淋压力不足小孔内药水交换差氧化去除不净。工段作业原理影响因素除油除油主要作用是去除铜面上的手迹、灰尘、油污等其机理是通过加渗透能力很强的表面活性剂活化表面然后利用表面活性剂的乳化作用将油污等从板面去除。温度温度过低将使得除油剂乳化油污的效果降低温度升高有助于除油剂乳化作用但随温度升高除油剂本身在高温下挥发并且除油剂中的有机酸类物质及表面活性剂将出现浊点导致除油效果反而降低。浓度当除油剂的含量较低时增加浓度可以提高除油效果但浓度不宜过高否则溶解在水中的表面活性物质易析出从而影响除油效果。喷淋压力喷淋通过不断的冲刷铜表面可以使油污与铜表面分离如果压力不足油污会粘滞在铜表面影响除油的效果。微蚀溶液在基铜表面咬蚀掉一定量的铜目的是在铜的表面形成一定的粗糙度以增加铜面与抗蚀层的结合力药水主要成分是过硫酸钠硫酸硫酸铜其反应如下所：CuCurarrCuCuSOrarrCuSO其中反应进行较慢反应进行较快化学微蚀通过微蚀量来控制处理效果微蚀量太大则蚀铜量过多微蚀量太小则表面粗糙度不达标。Cu浓度从微蚀反应机理来看反应为固液相反应是溶铜过程的控制步骤。当铜离子浓度在较低的情况下逐渐增大其浓度反应速度加快相应的微蚀速率也升高但当铜离子浓度达到较高水平时其对反应的阻碍作用也变得明显了过高的铜离子浓度会导致微蚀速率下降。因此微蚀换新缸时需留下一部分旧溶液使溶液中存在一定浓度的Cu以保证溶液具有较高的微蚀速率但需进行监控当铜离子浓度超出控制上限时则需换缸。NaSO浓度过硫酸钠在微蚀反应过程中不断消耗将导致微蚀速率降低生产过程中需通过自动添加系统或者手工添加。HSO浓度过硫酸钠在碱性或者中性溶液中易分解微蚀反应必须提供一个酸性的环境但硫酸的浓度不宜过高否则SO太多阻碍反应的进行。温度反应速率随温度提高而加快但随着温度的上升微蚀速率过快较难控制药水挥发加剧药水浓度难于控制。喷淋压力喷淋可以增加传质速度压力过小则影响微蚀的整体速度喷淋压力需一致否则影响微蚀均匀性。机械磨刷：磨板时滚轮会高速旋转同时左右摆动当板子经过滚轮时滚轮表面与板面接触通过连续的摩擦达到粗化铜面效果如【图】所示：图机械磨刷图磨痕宽度（）机械磨刷通常通过磨痕宽度（如【图】所示）和水膜时间来控制磨刷效果。磨痕宽度直接反映了磨刷滚轮与板面的接触状况界面处的压力是否均匀压力值是否足够都可以通过磨痕宽度的数据来评判。经过前处理的板子浸入水中拿出后表面会形成一层水膜水膜维持的时间长短则反映了铜面粗糙度均匀度和清洁度（）磨刷效果受诸多因素的影响如下表所示：序号因素影响磨刷材质机械磨刷要求研磨材料其具有一定的硬度能够磨蚀微量的铜常采用的为尼龙针刷或者不织布。尼龙刷耐磨使用寿命长大约是不织布的倍但其表面的尼龙丝较粗刷磨板面形成的粗糙度不够细致均匀相比较而言不织布的刷辊粒度很细磨刷之后的铜面粗糙度较好均匀一致但使用寿命较短。尼龙针刷不织布磨刷压力磨刷压力直接影响磨板的效果如果压力不够磨刷与板面接触面积较小粗糙度不达标。如果磨刷压力过大则易造成滚轮损坏和板面损伤。喷淋水流量由于滚轮在磨刷板面时产生热量必须通过喷淋水进行降温如果喷淋水流量不足则易损坏滚轮磨刷。铜粉回收频率铜粉过滤袋需及时清理否则铜粉堵塞过滤装置导致喷淋压力下降水流量不足。放板方式放板时不可以在磨刷的中间或者其中一边连续放板这样会导致磨刷各段的磨损程度不同磨板的压力便不均匀。放板方式如下图所示：火山灰磨板：火山灰磨板是在机械磨刷的同时将火山灰经由挡板打至板面上然后利用滚轮带动火山灰的细小颗粒磨刷板面从而形成均匀且具有一定粗糙度的表面如【图】所示：图火山灰磨板（）火山灰磨板和机械磨刷有相似之处两种都有辊轮磨刷板面只不过火山灰磨板还有细小的颗粒与辊轮一起磨刷板面。火山灰磨板的效果也是通过磨痕宽度和水膜时间来控制（）火山灰磨板的效果受以下因素影响：序号因素影响火山灰颗粒火山灰也呈细小的颗粒状。颗粒愈小磨刷愈细腻但表面的粗糙度可能会不足颗粒过大则在铜表面磨刷形成的凹坑过大火山灰的颗粒大小需控制在一定范围内。火山灰浓度火山灰的浓度通过沉降实验可以测得其浓度需控制在一定范围。如果浓度过低则喷射至板面上的火山灰颗粒过少粗化效果不良如果火山灰的浓度过大则影响其与水混合物的流动性。火山灰寿命火山灰的颗粒要求为小于um(plusmnum)颗粒占大于um(plusmnum)的颗粒占以上在使用一段时间之后颗粒会磨损变得更细小此时火山灰对板面的磨蚀不足导致铜面粗糙度降低影响干膜与铜面之间的结合力因此必须定时更换。喷砂磨板：（）喷砂磨板是利用高压喷嘴将金刚砂喷射至板面上由于金刚砂颗粒细致硬度较高这些细小颗粒溅射至铜面上在表面上形成了凸凹不平的结构由如【图】所示：图喷砂磨板（）喷砂磨板不同与火山灰最大的区别是微颗粒的运动方式喷砂是喷射至板面火山灰是跟滚轮一起磨刷板面。喷砂一般通过喷痕测试和水膜时间来控制喷痕形态如【图】所示：图喷痕形态（）喷砂磨板的效果受以下因素影响：序号因素影响金刚砂颗粒金刚砂的主要成分是氧化铝呈细小的颗粒状。金刚砂的颗粒愈小磨刷愈细腻但表面的粗糙度可能会不足颗粒过大则在铜表面撞击形成的凹坑过大因此选择合适目数的金刚砂是极为重要的。喷嘴压力喷嘴压力对磨板效果影响较大如果压力不足则金刚砂在铜表面的撞击力不够难以形成粗化的表面如果压力过大则磨刷掉的铜的量过多。金刚砂浓度金刚砂的浓度通过沉降实验可以测得。如果浓度过低喷射至板面上的金刚砂颗粒少粗化效果不良如果金刚砂的浓度过大则影响金刚砂和水混合物的流动性。金刚砂寿命金刚砂的颗粒大小通常控制在目在使用一段时间之后颗粒会磨损变得更细小此时其对板面的磨蚀不足导致铜面粗糙度降低影响干膜与铜面之间的结合力因此必须定时更换。粗化类型比较：序号粗化类型药水或物料粗化表面形态（SEM倍）化学微蚀NPS机械磨刷尼龙针刷喷砂磨板金刚砂火山灰磨板浮石粉超粗化（美格药水）硫酸双氧水体系前处理辅助系统：清洗系统：清洗的主要目的是清除板面和孔内残留的杂物磨板带出的颗粒已经药水由于板面的清洁度要求不同水洗的方式和水质也不尽相同。序号因素影响水质水洗的水质通常有自来水和DI水后者比前者所含杂质更少因此使用DI水有利于减少杂物的产生。压力足够的压力可以清除板子表面和孔内的杂质对于纵横比较大的板子需采用高压水洗。水洗方式普通喷淋普通喷淋可以清洗板面和纵横比较小的孔内残留药水和杂物溢流水洗溢流水洗的用水量相比喷淋较少可以清洗板面上的残留药水和杂物高压水洗高压水洗通常为水柱式可以用来清洗板厚较厚纵横比较大的板子。孔内杂物可以通过高压水柱冲洗出来但受板厚影响薄板容易出现变形不适宜薄板的制作。温水洗温水有利于清洗药水缸残留在板面的药液结晶和可溶于水的杂质超声波超声波可以在水中形成微小的气泡气泡破裂时产生瞬时的高压可以清洗微小间距微孔内的杂质。由于火山灰和喷砂磨板容易残留一下小颗粒超声波浸洗便可以将这些小颗粒清洗掉。烘干系统：烘干的目的是在贴膜之前清除板面水分防止因此导致的铜面氧化。通常烘干分为两段先利用强风吹干去除板面残留水然后通过电加热的方式将空气加热再加压使热风高速吹至板面从而将水分蒸发。序号因素影响风刀压力足够的风刀压力可以快速吹干板子表面和孔内的水如果压力不够孔内的水分难以去除孔铜会出现氧化导电性变差从而影响电镀时铜原子的沉积造成电镀不良如果板子较薄风刀的压力不可过大否则也使板子变形。烘干温度热风烘干将板子表面和孔内残余的水份蒸发掉如果温度不够则会造成铜面氧化温度过高则会导致缸体变形因此烘干段温度需控制在规定范围内。传送系统：传送系统主要是用于板件的运输并与缸体其他装置配合完成某些功能。序号装置作用及影响传送滚轮传送滚轮是传送产品的主要载体其排布间距直接影响产品尺寸能力间距大时薄板易卡板间距过小时则影响喷淋压力且细线路在传送过程中容易出现变形划伤撞断线等缺陷。传送滚轮需定时保养如果出现损坏则易造成板面划伤干膜剥离等缺陷。挡水辊轮板子经过药水缸后需有挡水辊轮防止药水带人水洗缸否则会造成水洗缸污染。吸水海绵辘水洗和烘干之间需有吸水海绵辘否则板面上的水分随之进入烘干段易造成铜面氧化。过滤系统：过滤装置的作用是清除循环药液和水中的杂质保证药水的清洁度。序号过滤类型作用及影响图示过滤网床通常用于初步过滤较大颗粒的杂质需定时清洁如果出现损坏必须及时更换否则大的杂质会随溶液进入下一级过滤装置导致其堵塞。过滤网袋网版式过滤器采用可以过滤较小的颗粒需定时清洁如果出现堵塞则造成喷淋压力下降。过滤棉袋棉袋式过滤器采用可以过滤溶液中微小的颗粒也可以用于空气过滤需定时清洁如果出现堵塞则造成喷淋压力下降。过滤棉芯可以过滤极其微小的颗粒通常用在水质要求较高的缸中需定时更换否则造成喷淋压力下降。自动添加系统：由于化学药液在生产中会不断消耗通过人工补充的方法效率很低且具有滞后性容易出现药液补充不及时补充量偏多或偏少等问题。自动添加系统通过控制流程中的某一特征参数（例如过板数量电导率PH值比重电极电位等）定时补充药水如下表所示：序号自动添加系统添加原理数板添加系统设定单次药水添加量根据电眼感应到的做板数量添加药水电导率添加系统设定电导率控制范围低于于控制点时添加药水贴干膜涂覆湿膜：贴膜涂覆湿膜的主要目的是在经过前处理的铜面上粘附一层光致抗蚀剂其形式可以是干膜也可以是涂覆油墨。主要过程：静电吸尘rarr预热rarr贴膜rarr静置或者是：静电吸尘rarr翻转rarr涂覆rarr烘干rarr静置静电吸尘：静电吸尘使用的设备是清洁机其作用是在贴膜前对板面进行清洁减少贴膜时干膜湿膜下垃圾由于烘干段使用风刀的高速气流吹干板面空气中会存在微尘虽经过过滤仍不能保证完全洁净板子上也会残留铜屑金刚砂火山灰的颗粒当板子经过清洁机时上下两根静电吸辘将吸附板面上的灰尘和颗粒然后再经吸尘胶辘上的粘尘纸将灰尘除去从而达到清洁板面的目的如【图】所示：图清洁机原理生产中需定时割除脏的清洁纸否则清洁纸无法将静电吸辘上的杂物粘走导致贴膜下出现杂物。预热：预热的目的是在贴膜前将板面加热到一定温度使干膜受热会软化流动性增加增加干膜和板面的贴合程度。若预热温度不足板件表面的温度较低在贴膜时干膜铺展不好则影响干膜与铜面的结合力。贴膜：贴膜的目的是将干膜压至板件表面使其与铜面结合良好。贴膜机通常分为手动和自动两种贴膜是利用加热来降低干膜粘度使干膜自行软化加压将药膜挤压贴于已完成清洁粗化板面上如【图】所示：图贴膜膜机原理（）影响贴膜效果的因素：序号因素影响压辘温度干膜受热会软化流动性会增加但温度必须控制在规定范围内干膜温度太高干膜会变脆耐电镀能力差温度太低干膜未能完全软化流动其与铜面粘附不牢固结合力不好容易脱落压辘温度的均匀性也会影响贴膜质量如果均匀性不良则会出现有些区域温度较高有些区域温度又较低。这样容易造成局部干膜贴合不牢或者局部干膜受热过度导致脆化。贴膜压力贴膜时上下两根压辘会挤压干膜促使其流动从而均匀地贴在板面上贴膜压力过大则干膜容易起皱局部厚度偏薄压力过小则干膜的填充能力附着力下降贴膜压力的均匀性影响贴膜的效果如果如果均匀性不良则会出现有些区域压力较高有些区域压力又较低这样容易造成局部干膜贴合不牢。包胶硬度通常压辘的包胶为硅胶材料其硬度会影响贴膜压力如果硬度过大会导致干膜偏薄孔口处干膜容易发生破裂如果硬度过小贴膜压力不足干膜与板面结合不牢。包胶寿命硅胶在使用一段时间后会发生老化变形表面平整度降低如果接触到酸碱表面会发生腐蚀因此包胶需定时进行更换。序号因素影响施压方式贴膜机是通过压辘的两端进行施压的这样一来压辘的两端压力可能会出现差异因此压辘的施压方式会影响压力的均匀性如下图所示：相比两端加压方式以上右图的加压方式可以使得两端的施压更加均匀这样便可以改善贴膜时的压力均匀性。压辘类型压辘的形态对于贴膜压力的均匀性是有影响的如下图所示：凸面压辘的粗细程度是不同的中间比两端粗一些这种压辘的加压方式不变但通过压辘本身形状的改变可以将两端的压力传至压辘中间从而改善贴膜压力均匀性。贴膜速度贴膜速度和贴膜压力贴膜温度一起影响贴膜的最终效果贴膜速度慢干膜则压辘下的时间增加接收压辘的热量也增加容易使干膜的温度过高贴膜速度过快干膜的软化不足也会导致结合力不好湿法贴膜当板面平整度不好或者由于前制程的原因导致铜面有轻微的凹坑针孔麻点划痕以及玻璃布织纹造成铜箔表面凸凹不平等缺陷采用干法贴干膜时易产生干膜与基铜表面黏合不牢的现象。此时在干膜和基铜的界面处常形成空隙空洞气泡残留在进行蚀刻时蚀刻液一旦进入界面空隙内就会造成断线缺口等缺陷湿法贴膜在压辘前增加了一个吸水海绵在干膜接触板面之前先在板上涂覆一层水干膜在高温下发生溶胀将凹陷填充由此可以排除基铜表面与干膜界面滞留的气泡改善干膜与基铜的吻合粘附性。内层涂覆机：板子经过清洁机之后是以水平方向运行的在进行涂覆之前先利用翻转机将板子顺时针旋转度变为垂直方向。然后在涂覆滚轮中间将板匀速提起同时利用两涂覆轮在一定的压力下相互挤压使油墨均匀的涂覆在板面上然后利用三段烘箱将油墨烘干完成涂覆如【图】所示：图涂覆机（）影响贴膜效果因素：序号因素影响油墨粘度油墨粘度通过稀释剂进行调节如果粘度过高则湿膜较厚且容易导致厚度不均如果粘度过低油墨很容易从板面流淌下来导致膜厚偏薄。零点压力零点压力是指在无板的情况下涂覆辊轮之间的接触压力它可以反映涂覆滚轮的平整度和平行度如果零点压力超出控制范围则会造成湿膜的的不均匀。辊轮平整度辊轮表面需是平整的无破损划痕等缺陷否则会出现板面涂覆不均辊轮沟槽设计涂覆辊轮表面有许多的沟槽沟槽的密度和深度会影响涂覆效果。沟槽不可太稀疏否则涂覆不均匀沟槽的深度槽较浅的话可以容纳的油墨量有限涂覆膜厚会偏薄如果沟槽过深容易导致漏油。曝光：曝光是指通过曝光机光源所发出的UV光线穿过菲林（激光曝光时无菲林）及保护膜照射至感光膜上使其发生一连串的光聚合反应形成不溶于显影液的高分子聚合物于是在板面形成具有一定图形特征的抗蚀层的过程如【图】所示：图曝光原理如【图】所示理想状况下光线直射至干膜底部平行方向的能量分布均匀垂直方向的能量逐渐衰减。但实际的情况是入射光不是完全的平行光且伴随有不同程度的反射折射因此光能量在平行方向的分布也是不均匀的因此选取平行度好的光源减少光线的反射折射是有利于改善曝光均匀性的。接触式曝光（使用菲林）：点光源：此类曝光机的光源是上下两个灯其发射的光线为发散式的如【图】所示：图点光源由此在使用过程为了减少光线的折射和散射必须将其由发散光束转变为较为平行的光束通常的方法是通过凹面镜反射来实现如【图】所示：图点光源光线反射从上图可以看出利用凹面将可以改善光线的平行度但无法将其全部转换平行光实际使用过程中更加类似右上图由此点光源发出的光线在照射至干膜时情况如【图】所示：图点光源光线照射情况平行光：此类曝光机也采用菲林曝光但其光源与点光源的曝光灯不同只有一个平行光源将由点光源发出的光经过抛物面反射并通过移动反射镜来达到上下两面的先后曝光如【图】所示：图平行光光源平行光的最大优点是在曝光时所有光线是垂直照射到光致抗蚀剂上因而可以得到与底片基本相同的尺寸图形相比点光源曝光机来说可以制作更细的线路图形精度也更高如【图】所示：图平行光光线照射情况对位方式：序号对位方式对位原理手动对位内层菲林对位（书页式）由于内层芯板在曝光时没有钻孔因此不存在图形与孔位偏离的问题此时对位的要点是上下两面是否对位准确。手工对位时时把上下两面菲林叠在一起使菲林上下的对位标识重合然后利用胶带将两张菲林固定并粘贴至曝光机手动对位内层菲林对位（书页式）的玻璃上每次做板时只需将菲林如同翻书一样掀开将板子放入其中便可进行曝光。对位标识图形如下所示：外层菲林对位此时板子上已经有了钻孔板边也有定位孔因此外层对位主要是板子上的孔和菲林上的盘要对齐。手工对位时利用放大镜观察使菲林上的盘和板上的孔圆心重合两面菲林都对位完成便可曝光由于两面菲林是分开的没有事先固定因此必须在菲林上粘附胶带使其可以粘在板面上。CCD对位内层CCD对位CCD对位不同于手工对位此方法通过摄像头抓取菲林上的对位标识进行对位。内层芯板由于没有机械孔对位的要点在于两张菲林之间是否对位准确内层对位标识如下图所示：CCD摄像头通过测量上下两张菲林上圆盘和圆环的圆心是否重合来判断对位是否准确如果两张菲林标识的圆心偏差超出控制范围则曝光无法进行。外层CCD对位外线板上有机械孔此时CCD摄像头则抓取上下两张菲林的圆心并与定位孔的圆心进行比对如下图所示：当上下两种菲林对位标识圆心和定位孔圆心的偏差超出控制范围时曝光则无法进行。曝光效果影响因素：序号因素影响光源寿命光源具有一定的功率所作其使用时间的增加光源会出现老化功率降低因此曝光灯需定时更换否则影响曝光的效果和生产效率。灯罩和玻璃的清洁度点光源通过灯罩将光线反射板面上如果灯罩上有灰尘或者其他杂质则会导致曝光不良平行光通过反光玻璃将光线反射板面上如果有灰尘或者其他杂质则会导致曝光不良曝光玻璃表面不洁净也会导致曝光不良。菲林清洁度菲林与板面之间接触在使用之前需用菲林水清洗干净否则有杂物残留的话易导致开短路缺陷。曝光框材质曝光框由两部分组成底部用于承载板件上部盖住板件上部可以是麦拉膜玻璃或者雅克力其中麦拉是柔性的如果使用它则必须在抽真空后刮板否则易残留气泡而玻璃和雅克力是刚性的在吸真空后它们和板子接触面不会形成气泡也无需进行刮板操作。玻璃和麦拉透光度曝光玻璃和麦拉如果透光性能不佳则光线传输会有损耗能量的利用率会降低。板厚差异及板面翘曲板面如果凸凹不平或者板面有翘曲则菲林与板面结合不紧密吸真空后菲林会发生变形导致板面图像也发生变形因此板厚差异和板面翘曲必须控制在一定范围内。赶气方式麦拉抽真空后会贴在板子的表面由于其是软的在麦拉和板子中间会残留气体如果麦拉下面残留气体则曝光时光线经过气泡会出现散射造成虚光干膜残留等问题利用刮板可以将残留的气体赶出。赶气时必须将刮板倾斜以一定的角度用力从一个方向向另一个方向赶气否则气泡难以赶净。导气条使用普通曝光机吸真空时如果板子的厚度较大麦拉与板面结合不紧密则容易藏匿空气造成曝光不良此时增加导气条可以改善此问题。不过导气条的使用要与板厚相适应否则效果不佳如下图所示：当导气条的厚度合适时气体通过导气条可以排出因而残留较少有利于曝光的进行对位精度影响因素：序号因素影响菲林涨缩菲林在绘制之后由于本身存在涨缩变形因此在曝光过程中不可避免的会导致图形偏位因此控制菲林涨缩对于提高对位精度来说十分重要。板件涨缩在制作外线板上由于板子上的孔已经钻出如板子本身出现涨缩则在曝光时板面上的孔与盘便会出现偏位。板厚差异及板面翘曲板面如果凸凹不平或者板面有翘曲则菲林与板面会发生错位难以对齐因此板厚差异和板面翘曲必须控制在一定范围内。赶气操作使用麦拉的曝光机在抽真空后需进行赶气如果真空不足或者赶气时动作过大会导致板子或者菲林出现移动造成曝光偏位人员对位菲林对位是由人工目视完成的人员的判断误差也会造成对位误差机器误差CCD探头在抓取对位点的时候会出现误差这样机器本身的精度相关。对位标识用于对位标识的图形必须清晰无损伤否则会造成定位不准确。直接成像LDI曝光机：（）激光曝光机（LDI）曝光方式完全不同于点光源和平行光它不需要菲林底片而是直接利用CAM工作站输出数据驱动激光成像装置首先由激光头发射激光光束然后经过运动扫描镜Polygen形成一定的扫描区域同时放有板子的平台在垂直于扫描带的方向上做精确的运动于是激光光束形成的扫描带逐渐覆盖整个板面最终完成曝光过程从而在涂覆有光致抗蚀剂的PCB上直接成像其曝光过程如【图】所示：图LDI曝光机DDI曝光机：（）和激光曝光机类似DDI曝光机同样不需要菲林直接利用CAM工作站输出数据进行扫描曝光。不同的是DDI曝光机采用的光源不是激光而是高压水银灯光束是经过光学系统DMD传输至板面上的由于DMD是面阵式的结构所以相对于LDI线扫描DDI曝光机是面扫描的如【图】所示：图DDI曝光机对位方式序号对位方式对位原理内层对位此时板面上无定位孔LDI曝光机会先曝出其中一面的图像与此同时在另外一面通过激光打点做出一个标识：同样的DDI曝光机在曝光一面之后也会在另外一面制作MARK点只是图形和LDI有区别而是一个圆盘如下图所示：当曝光完成第一面时CCD探头会根据之前所打的MARK点进行对位完成第二面的曝光。外层对位此时板子上有定位孔直接成像曝光机的CCD摄像头会抓取相应的定位孔如下图所示：动态对位此功能主要针对外线板和普通的曝光机不同直接成像曝光机首先可以根据板子放置的位置旋转工作台以使板子和CAM图形对齐然后根据定位孔坐标自动拉伸CAM图形从而实现板子与曝光图形的匹配如下图所示：曝光效果影响因素：序号因素影响分辨率激光曝光机的分辨率可以调节分辨率愈高则图形的精度愈高因此制作精细线路时需采用高分辨率否则线路和图形的精度会偏差过大。激光头功率激光头的功率愈高则曝光时间愈短因此采用较高功率的激光头可以提供生产效率。机内清洁度曝光机内工作台和周围的区域长期累积会存留灰尘必须定期进行清理否则易造成曝光不良引起开短路缺陷。板厚差异及板面翘曲如果板厚差异较大或者板面存在翘曲曝光时板面某些区域距离曝光机的焦点较远线路便会发生变形因此板厚差异和板面翘曲必须控制在一定范围内。对位精度影响因素：序号因素影响机器误差曝光机CCD摄像头在抓取定位标识时存在误差这与机器本身的精度相关。板件涨缩在制作外线板上由于板子上的孔已经钻出如板子本身出现涨缩则在曝光时板面上的孔与盘便会出现偏位由于激光曝光机有动态对位功能板件涨缩造成的偏位可以一定程度改善。板面翘曲如果板面存在翘曲CCD镜头下定位孔的位置会发生偏移孔也会发生变形从而造成定位误差进而影响对位精度。曝光尺：干膜的曝光程度取决于其接收的曝光能量不同的干膜所需的曝光能量也不相同而且曝光能量和曝光机的曝光强度曝光时间相关各种不同的曝光机的光源功率光源类型也不尽相同。为了反映干膜接收的能量大小通常采用光密度尺（又叫曝光尺）来确定。曝光尺类型：曝光尺是由一系列已知密度组成的从透明到灰色到黑色排列的有规则间隔色调的曝光底片。曝光尺有级、级、级曝光尺常用的是斯图费（Stouffer）级曝光尺其第一级光密度为以后每级以光密度差D为递增第级为曝光尺【图】所示：图光密度尺曝光级数定义：曝光尺的每一等级对应了一个光密度光密度小的区域较透明随着光密度不断增大底片的透明度降低直至黑色不透光。因此在曝光时透明的区域干膜接受的能量大不透明的区域接受的能量小当不断提高曝光能量时曝光级数也随之升高这样即使较为不透明的区域也可以实现曝光。因此曝光级数便与干膜曝光程度有了对应关系曝光级数愈高干膜接受的曝光能量愈大如【图】所示：图曝光级数曝光级数影响因素：序号因素影响曝光能量每一种干膜有一个适宜的曝光级数范围如果曝光能量过大则曝光级数会超出此范围则会导致干膜显影后残胶干膜变脆等缺陷如果曝光能量过小曝光级数达不到要求则会导致线路锯齿干膜侧蚀严重线路起翘脱落等缺陷。显影速度干膜的显影速度必须使得干膜的显影点处在控制范围内否则曝光级数会不准确。干膜：干膜的作用是在图形转移后作为蚀刻的抗蚀层或者电镀的抗镀层。通过曝光可以将设计图形复制到干膜表面之后曝光区的干膜发生固化而未曝光区的干膜没有固化在显影时将未曝光的干膜反应掉板面上剩余的已经固化的干膜便是抗蚀层或者抗镀层。干膜结构：干膜由三层膜组成如【图】所示：图干膜结构图（）不现干膜作用：序号层别作用聚酯盖膜干膜的最外层是支撑感光胶层的载体使之涂覆成膜。聚酯膜在曝光之后显影之前撕掉其作用是防止曝光时氧气向抗蚀层扩散破坏游离基引起感光度下降。光致抗蚀剂干膜中间的一层是干膜的主体在紫外光照射条件下会发生聚合反应随型号不同而厚度不等。聚乙烯膜最里面的一层主要是防止灰尘等污染干膜避免在卷膜时每层抗蚀剂膜发生相互的粘连。干膜成分：干膜中间的光致抗蚀剂是由多种成分组成的如下表所示：序号成分名称作用黏结剂成膜树脂使感光胶各组分黏结成膜起抗蚀剂的骨架作用在光致聚合过程中不参与反应。光聚合单体光致抗蚀剂的主要组分在光引发剂的存在下经紫外光照射发生光聚合反应生成聚合物感光部分不溶于显影液未曝光部分则通过显影去除从而形成抗蚀或抗镀图像。光引发剂在nm波长的紫外光照射下光引发剂吸收紫外光的能量后产生游离基而游离基进一步引发一连串的光聚合单体交联反应。增塑剂增加干膜抗蚀剂的均匀性和柔韧性。增黏剂增加干膜光致抗蚀剂与铜面的化学结合力防止干膜黏结不牢。热阻聚剂干膜生产过程中很多步骤需接受热量热阻聚剂可以防止热能引发聚合反应。光致变色剂增加干膜曝光前后颜色差异便于判断是否曝光。溶剂溶解以上组分。干膜聚合反应机理如【图】所示：图干膜聚合反应（）聚合反应影响因素：序号因素影响曝光能量干膜中的光引发剂吸收紫外线的能量产生活性游离基从而引发聚合反应。活性游离基在反应过程中会不断消耗如果曝光能量不足则产生的活性游离基不够聚合反应不完全。如果曝光能量过大则干膜会出现曝光过度从而引起残胶干膜脆化等缺陷因此每种干膜皆有其适宜的曝光能量。干膜厚度干膜表面的分子接收紫外线的能量较充足而底部的分子由于曝光能量的衰减吸收的能量较少此时容易出现底部曝光不良聚合反应不完全干膜在显影后浮起脱落等缺陷。因此干膜厚度不同曝光能量也有差异。干膜光敏性干膜分子对紫外线的敏感度不同接收相同的能量产生的活性游离基的数量便不同具有高光敏性的干膜只需较低的能量便可聚合完全。停留时间干膜在曝光之后活性游离基并没有马上消耗完而干膜中的聚合反应还在进行此时需停留一段时间干膜分子的聚合反应才能完成如果停留时间不足干膜中的部分聚合单体没有聚合完全在进行显影时便会被显影掉由此导致线路出现锯齿干膜起翘脱落最终导致开短路的出现曝光后干膜未发生聚合反应的部分单体会向已曝光部分扩散迁移增加了曝光部分干膜的密度同时未曝光部分形成空穴单体为非极性未曝光部分更容易显影因此足够的曝光停留时间对于保证显影后线路图形的质量是极为重要的。干膜性能参数：序号干膜性能原理光谱特性通常情况下干膜的光谱吸收区域波长为nm,安全光区域波长genm这就要求曝光灯的选择要与其相适应。感光速度指的是干膜在紫外线照射下光聚合单体产生聚合反应形成具有一定抗蚀能力的聚合物所需光能量的多少在光源强度和距离固定的情况下感光速度表现为曝光时间的长短曝光时间愈短则感光速度愈大选择感光速度大的干膜可以提高生产效率。曝光时间宽容度干膜曝光一段时间后光致抗蚀层基本聚合经显影后的图像刚好可以使用如果曝光时间再减少的话则无法使用这一曝光时间称为最小曝光时间相对的当曝光时间不断延长直至达到一个时间点如果再增加曝光时间的话所得图像因为余胶图型精度超出公差而不能使用此时间较为最大曝光时间。最大曝光时间和最小曝光时间的比值称为曝光时间宽容度当然宽容度愈高实际生产过程中因为能量波动造成的不良会减少。深度曝光性干膜曝光时光能量经过抗蚀层由于反射散射的的存在会逐渐衰减当干膜较厚时到达干膜底部的能量可能比表面减弱许多这样便影响图像的精度和解析度严重情况下则导致干膜的浮起脱落。因此深度曝光性是衡量干膜性能优劣的一项重要指标。序号干膜性能原理显影性和耐显影性干膜未曝光部分在显影液中应彻底去除干净而曝光部分在显影液中应具有耐显影的能力耐受显影的时间愈长则显影的宽容度愈高如果耐显影性不好则容易产生干膜脱落渗镀等缺陷。抗蚀抗镀性能经过曝光之后的干膜在蚀刻液和电镀液中应无发毛渗漏起翘脱落等现象。当然干膜与铜面的结合力也会影响干膜抗蚀抗镀的能力但干膜本身应具有耐受蚀刻液和电镀液腐蚀溶胀的性能。菲林菲林种类：序号菲林种类性能银盐片银盐片是通过激光光绘机直接绘制得到其图形的精度取决于光绘机的分辨率由于其药膜是黑色的不透光因此不利于目视对位。重氮片重氮片是利用银盐片为底片再经过曝光显影复制得到的其图形精度不如银盐片但其药膜是棕色透明的便于目视对位。影响菲林性能的因素：序号因素影响环境温度环境温度会引起菲林的涨缩变形温度升高菲林尺寸拉伸温度降低菲林尺寸收缩因此必须将菲林存在恒温控制的净化间内。环境湿度环境湿度也会引起菲林的涨缩变形湿度升高菲林尺寸拉伸湿度降低菲林尺寸收缩因此必须将净化间的湿度控制在一定范围内。板面温度在曝光之前菲林贴在板面上如果此时板子的温度较高则会造成菲林变形因此在曝光之前必须将板子冷却。曝光次数菲林在曝光过程中吸收光能量随着曝光次数的增多菲林表面的药膜会受影响导致光密度降低菲林光密度的降低会导致板面上的非曝光区出现轻微曝光容易造成干膜的残留菲林多次使用后也会出现变形造成对位的偏差因此菲林的重复使用次数需加以限制。储存时间菲林在制作完成和曝光之前的停留时间不宜过长否则菲林涨缩导致图形精度下降。人员操作人员对位过程中如果擦花或者划伤菲林则会造成开短路曝光形式对比（）曝光形式因光源类型光线系统的不同而各有各的优势和缺点具体分析如下表所示：序号曝光形式光源类型光学系统优点缺点接触式曝光点光源菲林设备成本较低使用广泛设备产能较高。光线平行度不佳难以制作精细线路使用菲林曝光菲林的管理成本较高菲林的品质会影响曝光的品质对位精度受人工影响较大如果使用麦拉膜则必须进行赶气否则残留气体将影响曝光品质。序号曝光形式光源类型光学系统优点缺点平行光菲林设备成本相比点光源高但低于直接成像曝光机设备产能较高线的平行度较好细线路制作能力比点光源好。使用菲林曝光菲林的管理成本较高菲林的品质会影响曝光的品质对位精度受人工影响较大如果使用麦拉膜则必须进行赶气否则残留气体将影响曝光品质直接成像激光直接成像（LDI）LSO无需菲林节省了菲林的管理成本避免因菲林造成的缺陷曝光过程无需赶气等操作激光光源的平行度较好解析度较高可以制作精细线路采用CCD对位可以实现自动涨缩提高对位精度。设备成本较高一次只能单面曝光扫描方式为线扫描生产速度相比接触式曝光较低也低于DDI曝光机需使用LDI专用干膜。数字直接成像（DDI）DMD无需菲林节省了菲林的管理成本避免因菲林造成的缺陷曝光过程无需赶气等操作光源能量较高且使用多组曝光头扫描方式为面扫描速度较LDI快采用CCD对位可以实现自动涨缩提高对位精度。光源是高压汞灯光线的平行度不如激光解析度低于LDI细线路制作能力不如LDI曝光机曝光头有个必须调整光强一致否则造成曝光不均匀。显影显影就是感光膜中未曝光部分的活性基团与NaCO溶液反应生成可溶性物质而溶解。已曝光部分由于发生光聚反应生成大分子聚合物它不溶于NaCO溶液而保留在铜面上反应如下：COHOrarrHCOOHResistCOOHOHrarrResistCOOHOCResistCOOHrarrHCOResistCOO其中反应是反应和的总反应本质上来说显影反应就是酸性基团和碱性基团的中和反应。显影效果表征方法：（）显影点：显影效果通常通过显影点来表征英文缩写BP(breakpoint)是指板从进入显影缸到刚好冲影干净位置的距离与总显影缸的长度的百分比如【图】所示：图显影点定义（）显影点的作用：序号作用具体分析反映显影程度显影点可以表征显影的程度当显影点过小时未曝光的干膜在显影缸中很快反应掉已曝光的干膜在显影液中的受到的侵蚀较大。特别是线路的底部由于受曝光衰减的影响此处干膜聚合度不如线路顶部容易出现干膜起翘脱落缺口等。当然显影点过大时未曝光的干膜在反应之后没有足够的时间将残余的干膜冲洗干净从而导致显影不尽的缺陷。因此通过调节显影点的大小可以实现对显影效果的控制。反映喷淋均匀性显影点也可以反应显影的均匀性如果喷嘴阻塞造成喷压异常干膜负荷量导致溶液PH值下降都会对显影点产生影响如下图当出现此类情况时需对显影段的喷嘴进行清通从而保证显影的均匀性。影响显影效果的因素：序号因素影响碳酸钠浓度由于碳酸钠水解呈碱性碳酸钠的浓度影响溶液的PH值。浓度增加溶液的PH值也会升高这有利于显影反应的进行。但碳酸钠溶液浓度过高会破坏膜的表面硬度和耐化学性。PH值显影反应的本质是干膜中的羧基mdashCOOH与OH反应。如果溶液的PH值较低则OH的浓度偏小溶液的碱性变弱反应速率变慢。电导率显影溶液为碳酸钠电解质溶液碳酸钠的浓度会影响溶液的电导率显影缸便是通过电导率来控制药水的自动添加的如果电导率偏低则需补充碳酸钠否则会导致显影速度变慢。抗蚀剂负载显影过程中未曝光的干膜也会不断溶解至溶液中显影液的抗蚀剂负载会逐渐增大。随着溶液溶解干膜数量的增加药水的浓度及PH值都会下降。这样一来显影所需的时间也会增加当溶膜量达到一定程度时需更换槽液以保持正常的显影速度。温度温度能维持显影化学反应的活性温度过低则影响显影速度升高温度可以提高显影速率但显影液温度过高会破坏膜的表面硬度和耐化学性。消泡剂干膜溶解于显影液的反应是一种皂化作用因此在机械泵浦的搅拌下会产生泡沫。泡沫的存在使得显影药水与板面的接触不良从而影响显影的效果所以需在设备上增加减泡机或适当添加消泡剂以避免因泡沫过多而影响生产消泡剂可以破坏和抑制泡沫表面双分子定向膜的形成从而起到消泡的目的。不过消泡剂能与干膜产生蓝色的粘稠状胶污特别是当干膜与消泡剂的匹配性不好时更易产生因而需控制消泡剂的添加量及频率并定期清理过滤网。喷淋压力喷淋压力影响显影点的大小从而影响显影的效果如果压力不足则线路间未曝光的干膜难以冲洗干净导致余胶如果压力过大特别是线路较小时会损伤干膜如果板子的厚度较薄则易造成板子的弯曲。工艺原则参数设定原则设备参数：参数类别设定原则压力除油喷淋压力提供足够的药水供应及较快的药水循环维持较快的反应速率压力足够将板面杂物冲洗干净。微蚀喷淋压力提供足够的药水供应及较快的药水循环维持较快的反应速率板面各处蚀刻速率均匀。酸洗喷淋压力提供足够的药水供应及较快的药水循环维持较快的反应速率显影喷淋压力提供足够的药水供应及较快的药水循环维持较快的反应速率压力足够将线间未曝光干膜冲洗干净。水洗喷淋压力提供足够大的水洗流量维持较快的循环过滤速度压力足够将板面和孔内的杂物冲洗干净。磨板滚轮压力维持一定的铜磨蚀量提供足够的表面粗糙度。喷砂压力维持一定的铜磨蚀量提供足够的表面粗糙度。风刀压力压力足够经板面残留水份吹走。贴膜压力压力足够使干膜和板面结合牢固干膜在板面铺展均匀。涂覆滚轮压力压力足够使油墨和板面粘附牢固油墨在板面涂覆均匀。温度热风烘干温度提供足够的热量维持较快的水蒸发速度。贴膜压辘温度提供足够的热量维持干膜较大的流动性不得出现干膜变色变脆现象。涂覆烘箱温度提供足够的热量维持较快的油墨固化速度不得出现油墨固化过度变色变脆现象。显影温度保持较高的反应活性避免药水的过度蒸发。真空度曝光机真空度提供无氧环境避免聚合反应不完全防止光线折射散射导致的曝光不良。环境参数：参数类别设定原则净化房洁净度提供无尘的环境防止杂物灰尘造成的曝光不良净化房温度提供适宜的温度防止干膜老化菲林变形铜表面氧化净化房湿度提供适宜湿度防止铜表面氧化机器生锈药水参数：药水浓度：维持稳定生产所需的反应速率为原则具体根据各药水特性及其反应机理来确定。操作参数：序号项目原则前处理速率保证板子表面粗糙度达标。贴膜速率保证干膜与板子的结合力同时干膜无变色变脆。曝光能量根据干膜型号光尺测试曝光级数达标。序号项目原则停留时间贴膜之后停留：干膜与板面结合紧密曝光之后停留：干膜聚合反应完全。显影速率显影点在规范范围内线间显影干净无残胶。光成像工艺参数要求具体见【附件五】《光成像工艺参数表》。生产控制原则开线收线要求：工序内容开线打开入水阀各水缸注水清洗传送辘、压水辘、吸水海绵辘、所有喷嘴和机壁各缸进行碱酸洗保养清洁风刀对所有过滤网过滤袋进行清洗并将破损者更换对所有过滤棉芯（包括级水洗过滤棉芯）进行更换检查各自动添加系统分析调整各药水正常按开缸方法配制除油缸、微蚀缸、酸洗缸、火山灰缸、金刚砂缸显影缸。做微蚀量测试、沉降实验、磨痕测试喷砂测试和水膜试验化学实验室分析各缸药水浓度确认各参数后生产各线先放一块废板检查传输是否正常确认各磨板段无卡板现象开启洁净房空调待洁净房温湿度达到要求范围后再进入按保养规范进行环境大清洁并进行洁净度测试。收线关闭DI水总阀自来水总阀冷却水及回水总阀各补加阀排空各药水缸药水用清水冲洗缸壁排空各水洗缸内水清洗缸内壁关闭所有入水阀门按照排砂程序排空喷砂和搅拌缸内金刚砂再排掉搅拌缸内的水用高压水枪冲洗搅拌缸内壁冲洗干净后加满水打开搅拌和喷淋循环分钟后排掉排空火山灰缸用高压水枪冲洗搅拌缸内壁冲洗干净后加满水开启火山灰缸搅拌循环分钟后排掉显影缸排空后加入氢氧化钠保养喷淋小时后排掉干膜显影线的电导率探头放置在KCL溶液内（需要联系实验室配置）内层和外层负片贴完膜的板必须完成蚀刻然后转序外层贴完膜的板必须完成曝光与显影并送至湿区返工板都必须退去干膜内围关机、关水、关电所有未用完的干膜做好标记送冷库进行封存。药水控制原则：序号项目控制原则开缸按照【附件六】《光成像外围开缸参数表》要求的药水添加顺序和量开缸开缸量以药水控制中点计算开缸时为避免药水超出液位需先添加部分水然后添加药水最后补充水至液位每次加完一种药水必须清洁干净加药工具后才可以用来添加其它药水各缸药液配置后开启温度控制将温度控制在参数表要求范围内开启循环泵各缸药液搅拌均匀后由化学实验室进行药液分析据分析结果进行调整待药水混合均匀后复测复测结果达到制范围内方可生产。序号项目控制原则药水监测化学实验室按照《化学分析项目控制表》规定的频次进行分析光